二自由度4WS汽车运动稳定性分析

建立了二自由度4WS汽车系统的动力学模型,给出了相应的动力方程。同时从理论上分析了这一系统的稳态和瞬态响应问题。在考虑横向轮胎力非线性效应的影响下进行了相应的理论分析与数值计算,与传统的前轮转向系统对比分析,得到采用同相位转向的4WS汽车明显有利于提高车体的行驶稳定性的有益结论。     

基于状态反馈的四轮转向汽车LQR优化控制

为了提高汽车的操纵稳定性,以4轮转向(4WS)汽车为研究对象,建立了2自由度系统的数学模型和状态方程。并以横摆角速度和侧偏角为优化目标,设计了线性二次型调节器(LQR)。通过质心侧偏角和横摆角速度的共同反馈,控制汽车后轮转角,实现4WS控制。在MATLAB/Simulink环境下完成了传统前轮转向汽车、零侧偏角比例控制及LQR控制的4WS汽车仿真。结果表明,相对于其他控制策略,基于状态反馈的LQR优化控制能够改善汽车的操纵稳定性,但不能够既将汽车的质心侧偏角降到基本为零,同时又保证横摆角速度处于理想状态。因此,汽车动力学集成控制将是未来汽车发展的重要方向。     

领先:四轮转向系统

四轮转向:即4WS(4 Wheel Steering)所谓四轮转向,是指后轮也和前轮一样具有一定的转向功能,不仅可以与前轮同方向转向,也可以与前轮反方向转向.其主要目的是增强轿车在高速行驶或在侧向风力作用下的操纵稳定性,改善低速时的操纵轻便性,在轿车高速行驶时便于由一个车道向另一个车道的移动调整,以减少调头时的转弯半径.汽车的四轮转向系统在20世纪80年代中期开始发展,其主要目的是提高汽车在高速行驶或在侧向风力作用时的操作稳定性,改善在低速下的操纵轻便性,以及减小在停车场时的转弯半径.     

四轮转向试验平台的运动学分析

分析了3种转向模式的转向特点和运动学特性,构建了四轮转向(4WS)试验平台,通过试验以及系统频率特性研究,拟合了试验平台的理论传递函数,验证了各种转向模式的车轮转角关系。结果表明:全轮转向模式下,内外侧车轮之间、前后轮之间均具有良好的相关性;新构建的试验平台完全可以满足工程机械实际转向作业要求,为工程机械四轮转向系统的研究提供了依据。     

四轮转向车辆控制及其硬件在环仿真开发平台

研究四轮转向（4WS）车辆操纵控制策略及其控制系统开发．为控制方式执行方便,以横摆角速度反馈为4WS车辆基本控制逻辑．由于实际车辆系统的复杂性,相应4WS控制系统开发需要大量在线实时综合,故利用控制系统的硬件在环仿真技术（HILS）．基于Matlab／Simulink／dSPACE开发了4WS车辆控制系统的硬件在环仿真平台．利用此平台硬件在环仿真研究控制算法的鲁棒性并对比不同算法性能,结果表明基于μ综合鲁棒控制方法有比较好的综合性能．     

基于改进型滑模控制的4WS汽车控制策略研究

针对线控四轮主动转向车辆受侧向干扰和变道行驶时存在的操纵稳定性问题,基于单点预瞄驾驶员模型、三自由度整车动力学模型和改进型滑模四轮转向（4WS）控制算法,建立了4WS整车驾驶系统,并设计了双移线行驶工况对其进行实验测试.在Matlab/Simulink软件中对该整车驾驶系统进行建模仿真,并与相同参数的经典型滑模控制的4WS车辆和无控制前轮转向（FWS）车辆模型仿真结果对比.结果表明:设计的改进型滑模控制器可以有效地实现双移线行驶工况,追踪理想横摆角速度,使质心侧偏角、车身侧倾角和侧倾角速度保持一个相对较小的值,并且对侧向干扰具有很强的鲁棒性.      

四轮转向车辆的直接横摆力矩控制

将横摆力矩控制(DYC)与四轮转向(4WS)系统相结合,建立侧偏角和横摆角速度具有最佳输出响应的车辆理想模型.采用前馈和反馈控制相结合跟踪理想模型的控制策略,设计出最优控制器,并分别在低速和高速下进行仿真分析.结果表明:四轮转向模型与横摆力矩控制相结合,采用跟踪理想模型的控制策略能够有效地同时控制汽车转向侧偏角和横摆角速度,得到较好的瞬态及稳态响应,有效地减轻驾驶员操纵负担,提高了车辆操纵稳定性.尤其在高速行驶时,仍能获得较好的输出响应,利于提高行车安全性.     

对汽车转向参数匹配的探讨

汽车转向轮前束、外倾角是汽车转向的两个重要参数两个参数或二参数之间匹配关系不仅影响汽车驾驶的操纵方便程度．而且也是维持汽车行驶方向稳定性的依据．     

基于比例控制的4WS汽车操纵稳定性仿真研究

建立了基于比例控制的4轮转向(4WS)汽车的动力学模型,在Matlab环境下针对不同车速时的驾驶员模型跟随车辆轨迹、汽车横摆角速度、侧向加速度以及前轮转角的瞬态响应进行了闭环仿真分析,并与无控制的前轮转向(FWS)汽车的动力学模型结果进行了比较. 结果表明:在相同的驾驶员模型下,主动四轮转向汽车的操纵稳定性优于前轮转向汽车,采用闭合曲线跑道比采用蛇型道路进行仿真更客观地反映控制效果和车辆特性.      

一种基于Burckhardt轮胎模型的4WD＋4WS型VSC系统建模

文章采用Burckhardt轮胎模型,对不含侧倾的四轮驱动（4WD）、四轮转向（4WS）型车辆的稳定性控制（VSC）系统进行了非线性建模。文中采用解析形式和适当的近似技术建立了VSC系统标准的非线性状态空间模型．便于今后的控制器设计。