【摘 要】
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随着电子信息技术与汽车工业的深度融合,汽车在智能化方向得到快速发展。作为实现汽车智能转向的最优解决方案,线控转向系统凭借其结构简单、布置方便、安全舒适等优点受到越来越多研究人员的关注。线控转向系统中取消了转向盘至转向车轮间的机械连接结构,通过转向电机实现转向操作,为进一步改善汽车安全稳定性提供了可能。本文以线控转向车辆为研究对象,提出包含上层横摆稳定性控制与下层车轮转角控制的分层控制策略,为提升车
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随着电子信息技术与汽车工业的深度融合,汽车在智能化方向得到快速发展。作为实现汽车智能转向的最优解决方案,线控转向系统凭借其结构简单、布置方便、安全舒适等优点受到越来越多研究人员的关注。线控转向系统中取消了转向盘至转向车轮间的机械连接结构,通过转向电机实现转向操作,为进一步改善汽车安全稳定性提供了可能。本文以线控转向车辆为研究对象,提出包含上层横摆稳定性控制与下层车轮转角控制的分层控制策略,为提升车辆在行驶时的横摆稳定性,设计出一种有效方案。具体的研究内容如下:(1)搭建包含时滞环节的线控转向动力学模型。首先,基于线控底盘搭建线控转向测试平台,然后通过车轮转角跟随实验,对线控转向系统的响应特性进行分析。针对线控转向系统在转角执行中出现的时滞现象,对线控转向模型进行修正,建立线控转向时滞模型。最后,通过线控转向测试平台验证了线控转向时滞模型的准确性。(2)在车辆横摆稳定性控制研究中,提出具有时滞补偿的积分滑模预测控制策略。针对线控转向系统在执行车轮转角指令过程中存在的时滞现象,设计时滞补偿器用于削弱时滞对车辆系统的影响,同时基于时滞补偿器提出积分滑模预测控制策略,用于提高汽车在行驶过程中的横摆稳定性。仿真结果表明,所提出的控制策略能够有效降低时滞对被控系统的影响,提高车辆的横摆稳定性。(3)在线控转向系统车轮转角控制研究中,提出基于干扰观测器的终端滑模控制策略。首先设计扩张状态观测器对干扰量进行观测,然后构造非奇异快速终端滑模面,提高转向系统的响应速度,使得实际车轮转角能够在有限时间内收敛至由上层控制器计算得出的理想转角。此外,将观测到的干扰量在控制器中进行补偿。仿真结果表明,所设计的控制策略能够有效抑制外界干扰,提高车轮转角的跟踪精度。
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