基于横摆力矩控制器的滑膜干扰观测器设计论文

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1、基于横摆力矩控制器的滑膜干扰观测器设计毕业论文目录独创性声明I摘要IIAbstractIII目录IV第一章绪论-1-1.1四轮转向（4WS）-1-1.1.14WS简介-1-1.1.24WS原理及优点-1-1.1.34WS汽车发展概况与趋势-2-1.2四轮驱动（4WD）-5-1.2.14WD简介-5-1.2.24WD汽车优缺点-5-1.2.34WD汽车发展概况与趋势-6-1.3轮毂电机技术和直线步进电机控制转向力技术-10-1.3.1轮毂电机技术-10-1.3.2直线步进电机控制转向力技术-11-1.4电子差速系统EDS-12-1.4.1电子差速原理简介-12-1.4.2轮毂电机应用与四轮

2、驱动及电子差速的关系-12-1.4.3四轮驱动结和四轮转向的电子差速计算式推导-13-1.4.4电子差速转向实施的结构原理-15-1.5本文的研究思路与内容-16-第二章汽车动力学模型-18-2.1汽车动力学简介-18-2.2建立汽车模型的基本方法-19-2.2.1集中质量-20-2.2.2车辆坐标系-20-2.3本文汽车建模方法及坐标系-21-2.3.1方法-21-III2.3.2坐标系-21-2.4轮胎模型-23-2.4.1轮胎接地点速度-23-2.4.2车轮滑移率和轮胎侧偏角-29-2.4.2.1车轮滑移率计算-30-2.4.2.2轮胎侧偏角计算-30-2.4.3附着系数计算-33

3、-2.4.4附着力计算-35-2.4.5轮胎特性-37-2.4.6轮胎半径定义-39-2.5整车模型-40-2.5.1平动计算-40-2.5.2转动计算-43-2.5.3简化的双轨模型-44-2.5.4简化的线性单轨模型-47-第三章基于横摆角速度的4WS系统研究-50-3.1建立模型-50-3.2控制算法-50-3.3基于Matlab/Simulink仿真-51-3.4操纵稳定性分析-54-第四章基于最优控制的4WS系统研究-56-4.1最优控制概述-56-4.2最优控制理论的发展-56-4.3建立模型-57-4.4能控性和能观性分析-57-4.5基于Matlab的仿真-59-第五章滑

4、膜横摆力矩干扰观测器设计-64-5.1滑模变结构控制-64-5.1.1滑模变结构控制简介-64-5.1.2变结构控制发展历史-64-5.1.3滑模变结构控制系统的抖振问题-65-5.1.4滑模观测器的研究-67-5.1.5线性系统滑模控制简介-67-5.1.5.1基本定义-67-III5.1.5.2切换方式与控制律-68-5.1.5.3等价控制输入-68-5.2状态观测器-69-5.2.1观测器简介-69-5.2.2观测器的原理与构成-69-5.2.3状态观测器的存在条件-71-5.3汽车参考模型-72-5.3.1输入增益计算-72-5.3.2参考动态的限制-73-5.3.3速度依赖性实

5、现-74-5.4干扰观测器设计-75-5.4.1系统描述-75-5.4.2滑模控制实现-75-第六章基于Matlab仿真分析-78-III东北大学硕士学位论文第一章绪论第一章绪论1.1四轮转向（4WS）1.1.14WS简介四轮转向在20世纪80年代中期开始发展，其目的是提高汽车在高速行驶或在侧向风力作用时的操作稳定性，在整个车速范围内提高车辆对转向输入的响应速度，改善在低速下的操纵轻便性，以及减小在停车场时的转弯半径，改善机动性。四轮转向汽车的后轮可以与前轮同向偏转，亦可以反向偏转，如图1.1所示。图1.1四轮转向前后转向控制同向控制模式中其转弯半径比两轮转向的转弯半径大。汽车在40km

6、/h以上行驶时，后轮同向偏转角为2.5°。其作用是汽车在转向时车身与行驶方向的偏转角小，减少了汽车调整行驶转向时的旋转和侧滑，提高了操纵稳定性，且能保证汽车在潮湿路面上稳定地转向。反向（逆向）控制模式中其转弯半径比两轮转向的转弯半径小。低速时后轮逆向偏转角最大为5°，适用于汽车驶入车库和在狭窄的拐角处转弯。随着车速的升高，后轮转向角变小，在车速达到达40km/h时转向角变成0°。1.1.24WS原理及优点四轮转向系统的基本原理是[1]，利用车辆行驶中的某项信息来控制后轮的转向角输入，以提高车辆的操纵稳定性。低速时，在后轮上附加一个与前轮转角反向的转角，可以减少车辆的转弯半径（如图1.1）

7、。由Ackerman转向模型[2]，即可得出这样的结论----当前轮转角相同时，四轮转向车辆转弯半径明显小于前轮转向车辆的转弯半径，这就是说四轮转向车辆可以轻松的通过前轮转向车辆需多次反复倒车才能通过的地方。-17-东北大学硕士学位论文第一章绪论四轮转向系统在车辆转弯时能够基本保持车辆重心侧偏角为零。传统的前轮转向车辆在转弯时，车辆的前进方向与其纵向中心线的方向不一致，其夹角就是车辆重心侧偏角。汽车操纵稳定性的理想目标就是达到车身的