四轮转向汽车操纵稳定性分析与模糊控制的研究

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1、J≈哮●』’，、／，。％扩；b，jADissertationin4WSVehicleandFuzzyControllItllIIIIIlllIillIlLlY1842161HandlingandStabilityPerformanceAnalyzeandFuzzyControlResearchof4WSVehicleByYanSipmgNortheasternUniversityJanuary2008j独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不

2、包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。'一一1学位论文作者签名：多馄悔7年日期：加扩、f·f学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。(如作者和导师不同意网上交流，请在下方签名；否则视为

3、同意。)学位论文作者签名：签字日期：导师签名：签字日期：东j匕大学硕士学位论文摘要四轮转向汽车操纵稳定性分析与模糊控制的研究摘要汽车四轮转向技术的优越性：通过汽车前后轮的同向偏转，改善汽车的瞬态响应，增强汽车高速行驶时操纵稳定性，提高高速转弯时的安全性能；通过前后轮反向偏转，减少低速转弯时的转弯半径，提高汽车操纵灵活性。首先，本文阐明了4WS汽车转向原理与转向特性，参考经典4WS汽车两自由度数学模型以及三自由度数学模型，推导两自由度4WS汽车横摆角速度、质心侧偏角响应；进一步对比分析前后轮比例控制四轮转向汽车

4、与二轮转向汽车在时域和频域内的转向特性，验证了四轮转向汽车高速稳定、低速灵活的特性。其次，通过对ADAMS／CAR内部模块以及根据已知四轮转向汽车结构参数进行修改，建立了后轮转向系统与前轮转向系统以及横摆角速度的函数控制关系，从而建立4WS汽车整车虚拟样机模型；在虚拟样机模型基础上，仿真分析了4WS汽车的瞬态特性、稳态特性、轮胎侧偏刚度对转向性能的影响。再次，利用MATLAB的FuzzyLogicToolbox工具箱建立后轮转角模糊控制器；通过ADAMS／control把MATLAB／Simulink中控制模

5、型与ADAMS／car中虚拟样机模型进行联合仿真，并对比分析2WS虚拟样机、比例控制4WS数学模型、横摆角速度反馈控制4WS汽车虚拟样机与模糊控制4WS汽车虚拟样机的转向特性，结果表明，模糊控制下4WS虚拟样机具有较好的鲁棒性和操纵稳定性。最后，对四轮转向技术(4WS)与车辆动态控制技术ⅣDC)的集成进行研究，结果表明，4WS技术与制动转向技术相结合，可以减小四轮转向汽车高速转弯时的转弯半径，增强高速转弯时的灵活性，提高4WS汽车的整体综合性能；并指出了4WS与现在先进汽车电子技术相结合是4WS技术未来新的发

6、展方向，具有很大的发展空间和工程实用价值。关键词：四轮转向；模糊控制；动态控制；操纵稳定性；虚拟样机；IIP●1毛r“≥～．●矗●一-飞r、’’，，、‘●．t●’、厂，●■东北大学硕士学位论文HandlingandStabilityPerformanceAnandFuzzyControlResearchof4WSVehicleAbstractFirstofall，inthispapersbothturningtheoriesandturningcharacteristicsof4WSautomobilewer

7、eilluminated；Thetwodegreesoffreedomandthreedegreesoffreedommathematicalmodelof4WSautomobilewereestablished，andtheresponsecharacterofyawvelocityandslipsideangleoftwodegreesoffreedom4WSautomobilewerededuced．Atthisbase，thesteercharacteristicoffrontandrearwheel

8、proportionalcontrol4WSand2WSautomobileontimedomaintogetherwithfrequencydomainwerecomparativeanalyzed，andthenthecharacteristicofhighspeedstabilizeandlowspeedflexibleof4WSautomobileweredemonstrated．Inthe