汽车主动转向附加前轮转角控制的研究.pdf

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1、2010年第11期(总第232期)农业装备与车辆工程AGRICULTURALEQUIPMENT＆VEHICLEENGINEERINGNo．1l2010fTotally232)doi：10．3969／j．issn．1673—3142．2010．11．006汽车主动转向附加前轮转角控制的研究张红党，杨宏图，卞荣花(常州机电职业技术学院汽车工程系，江苏常州213164)摘要：随着汽车电子技术的发展，主动前轮转向系统作为一项新技术越来越受到人们的关注。提出了一种前轮转角反馈控制方法，首先，建立了汽车动力学模型

2、和AFS模型，然后设计主动前轮转向附近前轮转角控制框图。利用Matlab／Simulink软件进行前轮转向角和附加前轮转角的仿真。从而实现附加前轮转角控制。结果表明：低速时，改善了车辆的转向灵活性；高速时，通过附加的前轮转角控制，能提高车辆转向的操作稳定性。关键词：主动前轮转向；双行星齿轮；控制；前轮转角；仿真中图分类号：U463．42文献标识码：A文章编号：1673—3142(2010)11-0022-03StudyonActiveSteeringwithFrontSteeringAngleCont

3、rolofAutomobilesZHANGHong-dang，YANGHong-tu，BIANRong—hua(DepartmentofAutomobileEngineering，ChangzhouInstituteofMechatronicTechnology，Changzhou213164，China)Abstract：Withthedevelopmentofelectronictechnology，activefrontsteeringsystemisreceivingmoreandmoreat

4、tentionbecauseofnewtechnology．Afeedbackcontrolmethodisproposedtocontrolsuperpositionangle．Fimfly，amathematicsmodelAFSbasedonepicyclictrainandvehicledynamicmodelwerebuilt．Modelofsuperimpositiondeflectionanglecontrolwasdesigned．Asimulationisperformedbyinp

5、utoffrontsteeringan斟eandsuperimpositiondeflectionanglebyMatlab／Simulink．Resultsshoweditismoreeasyandmoreflexiblewhenthevehiclestravelatlowspeedanditenhancesthehandlingstabilitythroughattachingafrontwheelanglewhenthevehiclestravelsathighspeed．Keywords：ac

6、tivefrontsteering；dualplanetarygearsmechanism；control；steeringangelofforewheel；simulation1引言近年来，随着汽车电子技术的发展，主动前轮转向系统(ActiveFrontSteering，简写为AFS)由于可变传动比的特性，越来越受到国内研究者的关注。主动前轮转向系统作为一项新的技术，是在电动助力转向系统的基础上发展起来的。主动前轮转向系统是在转向盘和齿轮齿条转向机之间的转向柱上集成了一套双行星齿轮机构，能够实现独立

7、于驾驶员的转向干预，从而达到主动改变前轮转向角的目的Itl。该系统具有可变传动比设计：在低速状态下传动比较小，使转向更加直接，以减少转向盘的转动圈数。提高车辆的灵活性和操控性；在高速行驶时转向传动比较大，提高车辆的稳定性和安全性。本文提出了主动前轮转向系统的附加前轮转角控制策略。首先建立了汽车动力学模型和基于收稿日期：2010-09—26作者简介：张红党(1979一)，男，河南周口人，助教，硕士研究生，主要研究方向为机电一体化。一22一周转轮系机构的AFS模型，进一步设计了主动前轮转向附近前轮转角控制

8、框图，最后利用Matlab／simulink软件进行仿真，并对该控制策略做出性能分析。2汽车动力学模型和基于周转轮系机构的AFS建模忽略空气阻力、滚动阻力、转向系统和悬架系统的影响，忽略侧倾、俯仰、垂向运动和轮胎回正力矩的影响。考虑汽车的侧向、纵向及横摆运动，汽车动力学模型为[21：m(u哪力=限。+蚴co蜘如+匕一(E-+嘲sin每mp+训=(El+蚴sinSj+(tyl+F,口)cosSc-F,3+以⋯

9、丘夕=(El+，≥+E1sin3j+Fasin