基于线控转向的主动前轮转向技术研究.pdf

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1、同济大学汽车学院硕士学位论文基于线控转向的主动前轮转向技术研究姓名：姚辉申请学位级别：硕士专业：车辆工程指导教师：陈慧;卓桂荣20070301摘要主动前轮转向(ActiveFrontSteering，简称AFS)是在线控转向的基础上，通过对表征汽车侧向稳定性的参数：横摆角速度、侧向加速度、侧向力等的控制，使这些参数在理想的范围之内，避免汽车激转、侧向打滑等现象，进而提高汽车的侧向稳定性，增加汽车的主动安全性。本文首先在整理中外相关参考资料的基础上，对主动前轮转向系统作了系统的阐述，并集中分析了基于不同的控制参数主动转向控制策略。然后对主动转向的控制目标进行了分析和比

2、较，通过离线仿真比较了不同控制目标的控制效果。基于保持原有汽车转向特性的原则，以汽车原有稳态横摆角速度增益为控制目标，研究了基于解藕控制和滑模控制的主动转向控制算法，离线仿真结果验证了主动转向抑制横摆干扰和提高转向灵敏性的作用。本文最后研究了基于可变转向比的主动转向控制，并将其实际应用于同济大学新能源工程中心研制的春晖3号线控转向电动汽车，为进一步将论文成功应用于实车打下了良好的基础。关键词：主动前轮转向，控制参数，控制目标，单向解藕控制AbstractABSTRACTActiveFrontSteering(AFS)，basedonSteeringByWire(SB

3、VO，maketheyawrateinidealrange，preventingfromsidesliding(evenspinning)，enhancingvehiclelateralstability,increasingvehicleactivesecuritybycontrollingyawratewhichshowsvehicle’Scondition．First，thispapergivesasystemicintroductionofActiveFrontSteersystemaftersummarizingdomesticandoversearefe

4、rences．AndthispaperanalysesthedifferentstrategyofAFSbasedondifferentcontrolparameters．AnditanalysesthedifferentcontrolgoalofAFS，comparestheireffectsbyoff-linesimulationaswell．AimingatvehicleinitialYawRategaintoholdinitialsteeringcharacteristic，thispaperstudiesthetwocontrolalgorithmsofA

5、FSbasedonDecouplingControlandSlidingModeContr01．Off-linesimulationvalidatestheeffectofAFSthatCanrestrainyawdisturbanceandenhancesteeringperformance．Atlast，thispaperstudiesAFSbasedonvariablesteerratio，andapplyitto‘ChunHui'---anelectricvehiclewithSBW(SteerbyWire)whichdevelopedbycleanener

6、gyengineeringcenter,groundingfortheapplicationofthispapertovehicle．Keywords：ActiveFrontSteering(AFS)，ControlParameters，ControlGoal，DecouplingControl符号说明m，汽车质量，量纲姆Z，，汽车质心到前轴的距离，量纲肼‘，汽车质心到后轴的距离，量纲m匕，汽车质心速度在车辆坐标系X方向上的分量，量纲m／s'，，，汽车质心速度在车辆坐标系Y方向上的分量，量纲mls△匕，汽车质心速度在车辆坐标系X方向上的变化量，量纲朋／sAv,，汽车

7、质心速度在车辆坐标系Y方向上的变化量，量纲胁／s△口，汽车车身坐标系的旋转角度，量纲rada，，汽车纵向加速度，fff_纲m／s2吃，汽车纵向速度量值的变化速率，量纲坍／s2a。，汽车侧向加速度，量纲m／s2谚，，汽车侧向速度量值的变化速率，量纲m／s2y，汽车绕Z轴的旋转速度，即横摆角速度，量纲rad／s∑墨，汽车在车辆坐标系Y方向上所受的合力，量纲Ⅳ墨。，厂，@，)，地面对前轮的侧向反作用力，量纲N6，，前轮转角，量纲旭d墨：，L(a，)，地面对前轮的侧向反作用力，量纲Ⅳ符号说明Z，，质心到前轴的距离，量纲朋L，质心到后轴的距离，量纲小∑M：，汽车在车辆坐标