基于四轮转向汽车零侧偏角前馈控制的建模与仿真.docVIP

基于四轮转向汽车零侧偏角前馈控制的建模与仿真 　　摘 要：以二自由度整车操纵稳定性研究为基础，建立计及车身零侧偏角的前馈控制策略对四轮转向车辆实施控制，在MATLAB/Simulink中分别建立了前轮转向、四轮转向汽车模型，并对方向盘角阶跃这一工况仿真。结果表明：同前轮转向汽车比较，前馈控制四轮转向汽车较好的控制了车身侧偏角。 　　关键词：四轮转向车辆；车身零侧偏角；前馈控制；仿真 　　文献标志码：A 　　Feedforward Control Modeling and Simulation for Vehicle Zero Side Slip Angle Based on 4WS Vehicle 　　Wang Chen 　　（1. Chengdu Gaoyuan Automobile Industry Co.， Ltd.Chengdu 610100， china） 　　Abstract：Based on the handling stability research of 2DOF Vehicle， designed the feedforward control strategy for vehicle zero side slip angle to control 4WS vehicle model， established the vehicle model that contains the front wheel steering system and four wheel steering system and simulation under the conditions of steering wheel angle step. The results of simulation prove that the feedforward control strategy built can better control the vehicle side slip angle for four wheel steering vehicle compared with font wheel steering vehicle. 　　Keywords：4WS vehicle； body side slip angle maintain zero； the feedforward control； silulation 　　随着汽车技术的不断发展，车辆性能的不断提高，这使得现代交通系统趋于复杂，伴随而来汽车的主动安全性受到了极大的挑战，为应对这种挑战，各整车厂商纷纷将研发的目光转向了主动安全技术，特别是先进的主动底盘控制技术更是各汽车研发单位关注的重点。因此，四轮转向技术越来越受到关注。 　　当今前轮转向仍然是汽车的转向系统的设计模式。最初的多轮转向系统一般用于工程车上转向系统上。这主要解决为了工程车车身尺寸，导致的转弯不灵活的问题。但随着车辆行驶工况的日益负载，对车辆的性能也日益提升，由于小区的占地往往非常狭小，这要求车辆具有良好的低速响应速度，较小的转弯半径。特别是住宅处停车空间越来越拥挤，车辆停车泊车的空间较小，在类似工况下有较小的转弯半径车型适应性较好，另外，随着高速公路的普及，汽车的行驶速度越来越高，这对车辆的高速稳定要求极高，尽量减小了汽车产生摆尾和侧滑的可能性。这要求车辆具有良好的抵御外界干扰的性能，如抗侧风性能以提高了汽车高速行驶的安全性等等，还要求车辆有灵活的超车变道能力。而前轮转向车辆仅仅是在以上几个要求上完成一种折中设计，无法顾及所有的操稳性能要求。而四轮转向技术为以上操稳性能要求的同时实现提供了可能。 　　1 四轮转向原理简介 　　随着汽车性能的提升，消费者从对车辆基本性能的要求，逐渐转向了改善车辆的操纵稳定性与舒适性，要求车辆给予用户更加舒适和安全驾乘体验，是当今汽车技术突破的一个重要发展方向。为提高车辆操纵稳定性同时还能保证车辆的安全性的车辆四轮转向技术应运而生，并得到整车生产研发企业的关注。 　　常见的乘用车是依靠操纵方向盘来使前轮实现转向的，但对于四轮转向的汽车而言，只有前轮转向系统是受方向盘控制的，后轮转向是由ECU控制进行转向，这样的设计能够减少转向力产生的滞后作用，完成更复杂的车辆状态调整逻辑。通过对控制策略的整定可以调教出优良车辆的操稳性能，同时提高车辆的驾驶安全性。 　　2 四轮转向汽车的控制策略 　　车身侧偏角的存在是汽车在转向过程中车头正对的方向与车辆实际行驶的方向存在一定的夹角，这样会造成驾驶员的错觉，影响行车安全。而四轮转向汽车，前后轮能够同时转向，在低速的时候，前后轮转向相反，如果我们制定的控制算法适当，那么侧偏角将大大减小，甚至接近