基于降階狀態(tài)觀測器的4WS車輛隨動操縱最優(yōu)控制器設計與研究.pdf

1、該論文來源于東南大學機械工程系陳南教授第三期福特——中國研究與發(fā)展基金"基于μ綜合魯棒控制的四輪轉向汽車的瞬態(tài)操縱穩(wěn)定性".論文研究的內容屬于目前國際上"四輪轉向控制"研究領域中的前沿課題,四輪轉向(4WS)技術能有效地提高汽車低速時的機動性和高速時的操縱穩(wěn)定性,該文在廣泛細致地查閱、研究4WS技術的發(fā)展狀況和國內外研究成果的基礎上,通過分析4WS汽車的數(shù)學模型,全面闡述了四輪轉向系統(tǒng)的工作原理、控制方法及其對汽車操縱穩(wěn)定性的影響.圍繞

2、四輪轉向汽車隨動操縱最優(yōu)控制器進行了一系列的研究.該課題的內容主要是進行四輪轉向汽車的控制器系統(tǒng)設計;考慮在實際中車輛質心側偏角β等量測量比較困難,設計出降階狀態(tài)觀測器進行控制仿真,得到比較好的控制效果.具體內容如下:1.建立兩自由度(2DOF)2WS和4WS車輛動力學模型,進行動特性分析;利用仿真軟件MATLAB/SIMULINK進行建模仿真,質心側偏角β在實際中很難直接測量,所以設計基于最小階狀態(tài)觀測器的2DOF2WS和4WS車輛最

3、優(yōu)操縱控制器,選擇了低速V=10m/s和高速V=40m/s兩種工況下進行仿真,從仿真結果比較來看4WS車輛有更好的操縱穩(wěn)定性;2.建立七自由度4WS汽車的動力學模型,進行動特性分析;設計7DOF4WS車輛最優(yōu)操縱控制器,因為在此實際車輛中不易直接測量的量較多.所以通過對整個狀態(tài)空間進行重構分析,考慮質心側偏角β測量是最困難的,設計了最小階狀態(tài)觀測器,進行仿真研究,得到很好的控制效果;3.在7DOF4WS車輛中,側傾角φ也是很難直接得到的