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基于LMI的H∞控制在四轮主动转向系统中的应用 　　0 引言 　　随着汽车在日常工作和生活中不断的普及，汽车的行驶速度也在不断的提高，汽车的主动安全与操纵稳定性成为了人们越来越来关注的汽车性能。传统的四轮转向只是对汽车后轮进行控制，前轮不做控制，主要以汽车的质心侧偏角为控制目标。然而主动前轮转向(AFS-Active frontsteering)是在前轮上附加一个转角向来提高操纵稳定性。对后轮不做控制，主要是以汽车的横摆角速度为控制目标。所以单一的后轮主动控制或者主动前轮转向，很难同时对汽车的横摆角速度与质心偏角响应进行优化。所以在传统四轮转向的基础上，引入主动前轮转向，构成四轮主动转向系统，即通过对前后轮的主动控制，以实现对汽车的横摆角速度和质心侧偏角的同时优化为控制目标。 　　目前，对四轮主动转向的反馈控制策略研究主要是应用线性最优控制理论(LQR)所设计的控制器，在线性最优控制中，没有考虑干扰的影响，即性能指标是在被控制对像完全可以精确描述时才能实现。在实际行驶过程中，汽车会受到外界的干扰，使的模型中的参数发生变化，导致模型不精确。虽然LQR控制器自身的一定的鲁棒性，但是参数不确定使得系统稳定性降低。本文主要针对四轮主动转向的鲁棒性展开研究的，通过建立基于干扰的二自度汽车模型，应用Hinfin;鲁棒控制理论，以控制质心侧偏角等于零，同时优化横摆角速度为控制目标，设计出Hinfin;最优控制器，用MATLAB进行仿真，结果表明所设计出的控制器能够得到理想的控制效果。 　　1 四轮主动转向控制系统的工作原理 　　驾驭员根据路面情况和汽车的状态反馈信息，驾驶员对方向盘进行操作，方向盘的转角将通过转向传动比换算到前轮作为参考输入，参考模型根据方向盘转角输入计算出理想的汽车状态响应。采用前馈控制和反馈控制相结合的方式跟踪参考模型，计算出实际前后轮需要转动的角度，使实际汽车的横摆角速度和质心侧偏听偏角响应跟踪参考。 n 　　2 计算与仿真 　　采用脉冲信号作为系统的输入，研究系统的时域响应。通过对系统进行仿真，可得出在Hinfin;最优控制器的作用下，车体的质心侧偏角和质心侧偏角质心侧偏角对干扰信号的响应曲线。 　　可见，系统的响应曲线都是稳定的，对于横摆角速度，四轮主动转向系统在0.1s就收敛到0。传统四轮转向系统是在1.5s收剑到0。对于质心侧偏角，四轮主动转向系统在不到0.1s的时间里，就收敛于0。而传统四轮转向在0.5s时才开始收敛。 　　3 结束语 　　建立了基于干扰的二自由度汽车四轮主动转向模型，在此基础上，应用Hinfin;控制理论，设计了四轮主动向的Hinfin;最优控制器。通过MATALAB仿真及与传统四轮的转向性能指标对比，结果表明：四轮主动转向系统在干扰存在的情况下，转向性能优于传统四轮转向的，并达到了预期的控制目标。