资源描述：
《四轮转向车辆直接横摆力矩的模糊PID控制研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、四轮转向车辆直接横摆力矩的模糊PID控制研究刘春辉,孟亚东,张伯俊,付燕荣(天津职业技术师范大学汽车与交通学院,天津300222)FuzzyPIDControlofFourwheelSteeringwithDirectYawmomentLIUChunhui,MENGYadong,ZHANGBojun,FUYanrong(SchoolofAutomobileandTransportation,TianjinUniversityofTechnologyandEducation,Tianj
2、in300222,China)摘要:引入轮胎魔术公式,建立了四轮转向车辆作,提出了跟踪理想模型的横摆力矩控制策略;Es[3]的三自由度非线性动力学模型。将四轮转向与直接mailzadeh等比较了最优和半最优的电动汽车横横摆力矩相结合,以车辆横摆角速度为控制变量,设摆力矩控制方案;东南大学陈南教授的课题组建立计了模糊PID控制器。利用Matlab/Simulink工四轮转向和直接横摆力矩数学模型,并设计最优控[4]具,将此控制器应用于非线性四轮转向车辆动力学制器进行了瞬态操纵稳定性的研究。以上
3、研究效模型进行了仿真。果较好,但控制器的设计大多针对名义模型,车辆模关键词:四轮转向;直接横摆力矩;操纵稳定性;型往往采用线性模型,考虑现实中的各种复杂因素模糊PID控制时,控制精度将大大降低,无法保证系统的稳定性,中图分类号:U463.42;TP391.9对实际车辆很难取得满意的控制效果。文献标识码:A1四轮转向汽车非线性动力学模型文章编号:10012257(2010)11004503Abstract:TheMagicFormulawasadoptedto三自由度四轮转向汽车动力学模型如
4、图1所setupthenonlinearfourwheelsteeringdynamic示,该车辆模型包含侧向运动、横摆运动和侧倾运modelofvehicle.Choosingtheyawvelocityascon动。trolvariables,fourwheelsteeringanddirectyawmomentintegratedfuzzyPIDcontrollerisdesigned.Simulationonthenonlinearfourwheelsteeringvehic
5、lewithintegratedcontrollerinMatlab/Simulinksoftwareenvironmentwasdescribed.Keywords:fourwheelsteering;directyawmomentcontrol;handlingstability;fuzzyPIDcontrol图1三自由度四轮转向汽车动力学模型0引言根据此模型,设m,ms为车辆总质量和悬挂质量;v为前进速度;为质心侧偏角;r为横摆角速随着高等级公路的迅速发展,现代汽车的行驶度;
6、为质心侧偏角;Izz为车辆关于横摆轴的转动惯速度越来越高,提高汽车行驶的安全性是现代汽车量;Ixx为车辆关于侧倾轴的转动惯量;Fy(f,l),发展的重要内容。四轮转向和直接横摆力矩的集成Fy(f,r),Fy(r,l),Fy(r,r)为前左、前右、后左、后右轮的地控制是车辆底盘控制系统的最新发展方向,引起了[1-2]面侧向反作用力;K,C为侧倾刚度和侧倾阻尼;国内外学者的广泛关注。Nagai等基于模型匹M为附加横摆力矩;h为悬挂质量质心到侧倾轴的配方法在转向和制动的集成方面做了大量的研究工距离
7、;lf,lr为质心到前后轴的距离;为车轮外倾收稿日期:20100719基金项目:天津职业技术师范大学科研启动项目(KYQD10005)角;!Sh为车轮外倾角对轮胎侧偏角的影响;!Sv为机械与电子!2010(11)45车轮外倾角引起的力或力矩;B,C,D,E为模型特四轮转向采用前后轮转角成比例的控制策略。征参数;a1~a11为模型系数;Fz为轮胎垂直载荷。为实现最小车辆侧偏角的控制目标,前后轮转角比[5][7]可建立如下微分方程:%应满足:mv(+r)=Fy(f,l)+Fy(f,r)+Fy
8、(r,l)+Fy(r,r)(1)ma2-b+[]u∃rc∀r(a+b)Izzr=lf(Fy(f,l)+Fy(f,r))-lr(Fy(r,l)+Fy(r,r))+%==(6)∃fmb2M(2)a+[]uc∀f(a+b)Ixx∀+C+K=-msv(+r)h+msgh(3)直接横摆力矩控制器设计采用模糊PID控考虑到轮胎对车体模型的非线性影响,轮胎模制[8]。FuzzyPID复合控制器原理如图3所示。[6]型采用如下的魔术公式:Fy=Dsin(Carctan(B))+!
