基于dspace的四轮转向硬件在环平台的设计及实现

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1、基于dSPACE的四轮转向硬件在环平台的设计及实现郭炳映2015年6月中图分类号：U463UDC分类号：621基于dSPACE的四轮转向硬件在环平台的设计及实现作者姓名：郭炳映学院名称：机械与车辆学院指导教师：陈思忠教授答辩委员会主席：陈慧岩教授申请学位：工程硕士学科专业：车辆工程学位授予单位：北京理工大学论文答辩日期：2015年6月Four-wheelSteeringHardware-in-the-LoopPlatformDesigningandRealizingBasedondSPACECandidateName：GuoBi

2、ngyingSupervisor：Prof.ChenSizhongDegreeby：BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：June,2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢

3、意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要四轮转向技术是一种主动底盘控制技术，它能有效地改善车辆操纵稳定性。但是，四轮转向系统的研究虽然经过多年的努力，也已取得了较多成果，却并无较大的突破性进展，仍然滞留在理论研究与探讨阶段。本文针对在采用传统的四轮转向控制算法的情况下，由于车辆实际运行过程中受到各种扰动，质心侧偏角并不能完全保持为零的情况，设计了直接反馈质心侧偏角的?∞鲁棒控制算法，能够保证车辆在高速运行过程中，质心侧偏角始终保持为零。并且结合转向试验台，CarSim以及dSPACE搭建了硬件在环仿真试验平台，进行

4、了硬件在环联合仿真，验证了控制策略的可行性。针对转向试验台的电控液压系统，建立了统一的对称阀控非对称缸的非线性模型，并结合非线性系统的微分几何控制理论，对模型进行了精确反馈线性化。然后采用LQR控制理论，设计了LQR最优控制器，并进行了Simulink仿真，证实了所设计的控制器合理可行。最后利用搭建好的硬件在环仿真试验平台，测试了执行机构的性能，结果表明，在中低频率下，电控液压系统均具有较好的跟踪性能，能够满足所进行的硬件在环仿真测试。本文搭建的硬件在环仿真平台具有一般性，能够对各种四轮转向控制策略进行硬件在环仿真实验，为四轮转

5、向控制策略的分析与设计，开发与验证提供了良好的试验平台。关键词：四轮转向；硬件在环仿真；反馈线性化；LQR控制；?∞控制I北京理工大学硕士学位论文Abstract4WStechnologyisakindofactivechassiscontroltechnology,itcaneffectivelyimprovethevehicle’shandlingstability.However,theresearchof4WSsystemalthoughaftermanyyearsofefforts,hasmademanyachieve

6、ments,butthereisnogreaterbreakthroughprogress,stillinthetheoreticalresearchanddiscussionstage.Inthecaseofadoptingthetraditional4WScontrolalgorithm,theactualoperationofthevehicleduetovariousdisturbancesintheprocess,thesideslipanglecannotcompletelybezero,thispaperdesig

7、nstheH-infinityrobustcontrolalgorithmofdirectfeedbacksideslipangle,whichcanmakesideslipangleremainstobezero.Andwiththesteeringtestbench,CarSimanddSPACE,webuildthehardware-in-the-loopsimulationtestplatform,verifythefeasibilityoftheH-infinityrobustcontrolalgorithm.Acco

8、rdingtotheelectrichydrauliccontrolsystemofthetestbench,thenonlinearmodelofsymmetricalvalvecontrolledasymmetricalcylinderisestablish