基于线控转向的主动转向控制策略研究.pdf

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1、·设计开发·基于线控转向的主动转向控制策略研究刘军晏晓娟陶昌龄陈智唐齐新(江苏大学，镇江212013)【摘要】基于汽车2自由度运动学模型和侧翻模型研究了转向传动比控制和侧倾控制策略，为使线控转向系统要达到较高程度的自动化，设计了转向传动比随车速变化的控制规则以及用于检测车身侧倾工况以防止侧翻的模糊自适应PI控制器。设计了simulink与carsim联合仿真试验，试验结果表明，所设计的控制规则和模糊自适应PI控制器可有效提高车辆横向稳定性及车身侧倾稳定性。主题词：转向传动比侧倾控制模糊自适应PI控制线控转向中图分类号：U463．4文

2、献标识码：A文章编号：1000—3703(2016)06—0005—05TheResearchonActiveSteeringControlStrategyBasedonSteer—bv—wireLiuJun，Yanxiaojuan，TaoChangling，Chenzhi，TangQixin(JiangsuUniversity，Zhenjiang212叭3)【Abs仃act】steeringgeaLrratiocontrolandmucontmlstrategyareresearchedbasedontwodegreesoffre

3、edomkinematicmodelandroUovermodelofvehicle．Inordertoachieveahighdegreeofautomationofthesteer-by—wiresystem，wedesignthecontrolmleinwhichsteeringgearratiochangeswithvehiclespeed，andfuzzyadaptivePIcontmllerthatisusedtopreventroUoverofvehicle．Co—simulationofSimulinkandCars

4、imiscarriedout，theresultsshowthedesignedcontmlmlesandfuzzyad印tivePIcontmllercanimpmVeVehiclelateralstabilityandroUstability．Keywords：Steeringgearratio，Rollcontrol，AdaptiVefuzzyPIcontrol，Steer-by一、)lrire1前言随着主动转向技术的发展，出现了很多基于不同控制理论的主动转向系统。国外有基于模型参考自适应非线性控制的主动转向系统⋯、通过对横摆

5、角速度和前轮转角的反馈控制来调整转向时侧向力和横摆力矩间关系的主动转向控制系统m一、基于模型预测控制方法的主动转向控制系统nI以及预测轮胎侧向力的主动转向控制等。国内有采用横摆角速度也反馈和前馈控制一一、运用滑模控制理论设计的主动前轮控制器以及优化横摆角速度和质心侧偏角的线性二次型调节器-，。在主动转向系统中，可以通过主动调节传动比来加强汽车的操控性，还可通过汽车侧倾控制来防止侧翻等危险工况的出现。本文基于汽车2自由度运动学模型和侧翻模型f6l，研究了可变转向比控制规则以2016年第6期及防侧翻的侧倾控制策略，进而设计出控制器，并且

6、进行了Simulink和Carsim联合仿真，仿真结果表明，线控转向的主动转向控制能提高汽车的横向稳定性及侧倾稳定性。2可变转向传动比设计在转向过程中，汽车的转向增益不随车速和转向盘转角变化，不仅有利于提高车辆的横向稳定性，还会帮助驾驶员在很大程度上减少对车辆特性变化的补偿，降低了汽车的驾驶难度。线控转向车辆可以任意设定转向传动比，因此设计了一种可变的转向传动比，使汽车的转向增益在稳态意义上保持不变。定义从前轮转角6到汽车侧向响应'，的转向增益为联，从转向盘转角6。到汽车侧向响应)，的转向增益为联，它与转向特性有关。稳态条件下：一5

7、一·设计开发·H；=毛D1，(1)磁。。麦结合转向传动比江睾可知：c，)，=(联^)6。=峨．6。。(2)希望在任何车速和转向盘转角下叫均为常数，即联／i为定值，以保证转向增益不变，便于帮助驾驶员获得理想转向特性。本文主要研究在横摆角速度增益一定的情况下，理想传动比的确定方法。设6到汽车横摆角速度∞，的增益为彤，6。。到汽车横摆角速度甜，的增益为K。同理，稳态条件下：Ⅳ“一∞，：二乏㈦仃6n一瓦结合传动比关系得：mt=H；8=H；6。it04)假定在任何速度和转向盘转角下的横摆角速度增益K为一定值K．，则式(4)可变化为：t=Hi8

8、。

9、mt=H：

10、Kt05、由汽车2自由度动力学模型可知，稳态横摆角速度增益可表示为：w=詈=，+昙(薏一舻∞’式中，口为质心到前轴的距离；6为质心到后轴的距离；己为轴距；m为整车质量；矗，、后：分别为前、后轮侧偏刚度；“为质心速度。结