基于模型车辆的四轮转向模糊控制与试验研究

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1、江苏大学硕士学位论文摘要改善汽车操纵稳定性、行驶灵活性，驾驶安全性，是当前汽车设计方案中重点考虑的问题，而作为提高汽车操纵稳定性、主动安全性的四轮转向技术被国内外专家学者日益关注。本文主要针对汽车在转向过程中四个车轮都作为主动转向轮，实现低速时减小汽车的最小转弯半径，提高其转向灵活性；中高速时使汽车转向时基本保持质心侧偏角为零，提高汽车对方向盘输入的动态响应特性。文中重点研究了四轮转向的模糊控制，在理论分析的基础上，搭建了M衄AB／SIMULINK仿真模型，给出了仿真结果。同时，为了进行四轮转向的模拟试验研究，本课题以1／10模型车辆为基础搭建了四轮转向试验系统，采用基于质心侧偏

2、角和横摆角速度联合反馈控制的模糊控制器来控制后轮转向，以使其达到质心侧偏角最小化，横摆角速度响应与前轮转向车辆基本一致的控制目标。为了实现数据采集功能，模型车辆上安装有加速度传感器、角速度传感器、速度传感器和无线传输模块。控制器的数据采集由车载AVR主单片机实现，通过无线模块传输采集的数据至PC上位机进行卡尔曼滤波和模糊控制计算，记算结果通过无线模块传回给主控制器，主控制器通过nM将返回的转角数据发送给AVR执行器控制器，执行器通过后轮转向舵机来控制其后轮转向。最后进行了最小转弯半径测量和方向盘角阶跃试验，对比两轮转向和四轮转向的性能。试验证明在同一工况下，具有模糊控制的四轮转向

3、车辆比传统两轮转向车辆的性能更优：啊轮转向时模型车的最小转弯半径比前轮转向时减少了31．4％，四轮转向使模型车可以在极小基于模型车辆的四轮转向模糊控制与试验研究的空间里转向，提高了其转向灵活性；方向盘角阶跃试验中，四轮转向车辆其质心侧偏角趋于零，而横摆角速度响应与前轮转向基本保持一致。关键词：四轮转向，模型车辆，模糊控制，试验研究H江苏大学硕士学位论文ABSTRACTThemostimportantquestionthatneededtotakecareduringthedesignphaseofthevehicleisimprovingcontrolstabilization，

4、drivingflexibilityanddrivingsafety．And4WStechnologywhichinventedforimprovingthecontrolstabilizationandpositivesafetyisattractingtheattentionallaroundtheworld．Thispapermainlyfocusedonthefourwheelsteeringduringthesteeringofthevehicle，inordertodecreasethesteeringradiusofvehicleduringlowspeed，imp

5、rovethesteeringflexibility；toke印thesideslipangleequaltozeroduringhighspeed，improvethedynamicresponseperformance．Thefuzzycontrolof4WSthatbasedontheoryanalysis，wasresearchedonthispaper，andtheMATLAB／SIMULINKmodelwasbuilt，thengotthesimulationresult．Atthesametime，inordertodothesimulateexperimentre

6、searchof4WS，thispapertake1／10modelvehicleastheprototype，andbuiltthe4WSexperimentsystem，adoptedfuzzycontrolwhichbasedontheunionfeedbackcontrolofsideslipandyawingratetocontroltherarewheelsteering，toarchivethesideslipminimize，yawingratealmostthesamewithfrontwheelsteeringvehicle．Inorderarchivethe

7、dataadoptfunction，themodelvehiclewasassembledacceleratesensor、anglespeedsensor、speedsensorandwirelesstransmissionmodule．Thecontroller’sdataadoptionwasarchivedbyAVR，andtransporttoPCthroughwirelessmoduleandthendotheKalmanfilteringandfuzzycontro