汽车稳定性控制中横摆力矩决策的lqr方法.pdfVIP

第 4O卷 第 3期 吉 林 大 学 学 报 (工 学 版 ) Vo1．40 No．3 2O1O年 5月 JournalofJilinUniversity (EngineeringandTechnologyEdition) M ay 2010 汽车稳定性控制 中横摆力矩决策的LQR方法 丁海涛 ，郭孔辉 ，陈 虹。 (1．吉林大学 汽车动态模拟 国家重点实验室，长春 130022；2．吉林大学 通信工程学院，长春 130022) 摘 要 ：综合跟随理想横摆角速度的方法和抑制汽车质心侧偏角的汽车稳定性控制方法，提 出 了一种新的最优控制方法。以线性二 自由度车辆操纵特性模型为控制 目标，基于汽车横摆力 矩与车辆状态偏差之 间的动力学关系建立 了控制系统模 型。采用线性二次型调节器 (LQR) 方法进行了汽车横摆力矩的决策，实现了汽车稳定性控制。在硬件与驾驶 员在环仿真试验台 上 的试验验证 了LQR方法 的控制性能。 关键词 ：车辆工程 ；汽车稳定性控制；横摆力矩；线性二次型调节器 (LQR)方法；硬件 与驾驶 员 在环仿真试验台 中图分类号 ：U461．91 文献标志码 ：A 文章编号：1671—5497(2O10)03—0597—05 LQRmethodforvehicleyawmomentdecisioninvehiclestabilitycontrol DING Hai—tao ，GUO Kong—hui，CHEN Hong (1．StateKeyLaboratoryofAutomobileDynamicSimulation，JilinUniversity，Changchun 130022，China；2．College ofCommunicationEngineering，JilinUniversity，Changchun130022，China) Abstract：Incorporatingthe2traditionalvehiclestabilitycontrolmethods，theoneistofollow theideal yaw rate，the otheris to limitthemasscentersideslip angle，a new optimalcontrolmethod was proposed．Follow ingthelinear2-DoF vehiclehandlingperformancemodelascontroltarget，acontrol system modelwasbuiltbased on thedynam icrelationship between thevehicleyaw momentand the vehiclestatedeviations．Usingthelinearquadraticregulator(LQR)methodtodecidethevehicleyaw momentrequiredto stablizethevehiclestate．ThecontrolperformancesoftheLQR methodwere verifiedbysimulationsandtestsonthehardware—and—driver—in—the—loop simulationtestrig． Keywords：vehicle engineering；vehicle stability control；yaw moment；linear quadraticregulator (IQR)method；hardware—and—driver—in—the—loopsimulationtestrig 目前针对汽车稳定性的控制方法主要可分为 基于抑制汽车质心侧偏角的控制方法 。通过控制 两类 ：①基于理想汽车横摆角速度 的跟随控制方 汽车的质心侧偏角 ，使其在一定范围内变化保证 法。根据驾驶员对车辆的操作决策一个理想的横 汽车的稳定性 3¨]。两类方法各有优势和不足。第 摆角速度 ，当汽车实际横摆角速度偏离理想横摆 一 类方法主要在汽车失去稳定