20含非线性轮胎模型的汽车四轮转向与

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1、万方数据第22卷第3期2009年5月中国公路学报ChinaJournalofHighwayandTransportVoI．22No．3May2009文章编号：1001—7372(2009)03-0113-08含非线性轮胎模型的汽车四轮转向与主动悬架集成控制来飞，邓兆祥(重庆大学机械传动国家重点实验室，重庆400030)摘要：在建立汽车四轮转向与主动悬架统一动力学模型的基础上，分别对2个子系统进行控制器的设计研究。在四轮转向控制器的设计方面，提出了修正后的理想参考模型，采取前馈加反馈的跟踪控制策略，在主动悬架的控制器设计中则采用最优控制方法。结合非线性轮胎模型，在MAT—LAB／Sim

2、ulink环境下对被动系统、四轮转向系统、主动悬架系统以及四轮转向与主动悬架集成控制系统进行了仿真分析。结果表明：集成控制系统除了能改善车辆在转弯过程中的质心侧偏角响应、横摆角速度响应以及在不平路面上的行驶平顺性外，还能有效抑制由不平路面等外界干扰对车辆转向性能带来的影响。关键词：汽车工程；主动悬架；模型跟踪策略；四轮转向；最优控制；集成控制中图分类号：U461．6文献标志码：AFourWheelSteeringandControlBasedonActiveSuspensionIntegratedNonlinearTireModeiLAIFei。DENGZhao—xiang(Stat

3、eKeyLaboratoryofMechanicalTransmission，ChongqingUniversity，Chongqing400030，China)Abstract：Basedonestablishmentoftheunifieddynamicsmodelforfourwheelsteeringandactivesuspension，thecontrollerdesignoftheabovesubsystemwasstudiedindividually．Onthecontrollerdesignofthefourwheelsteeringsystem，authorsbr

4、oughtaboutthemodifieddesiredmodel．Usingfeed—forwardandfeed—backoftrackingthedesiredmodelstrategy，authorsdesignedtheoptimalcontrollerfortheactivesuspensionsystem．Combinedwiththenonlineartiremodel，simulatedanalysisofpassivesystem，thefourwheelsteeringsystem，theactivesuspensionsystemandtheintegrati

5、onsystemwasdoneunderMATLAB／Simulinkenvironment．Resultsshowthattheintegratedcontrolsystemcanimprovethecentroidsideslipangleandyawanglerateresponseinprocessofsteeringandtheridingperformanceonunevenroad，andalsocanrestraintheinfluenceofunevenroadonthevehiclesteeringperformance．Keywords：automotiveen

6、gineering；activesuspension；modelmatchingstrategy；fourwheelsteering；optimalcontr01；integratedcontrol收稿日期：2008—09—07基金项目：重庆市自然科学基金重点项目(8718)；重庆市重大科技攻关项目(2008AA6030)作者简介：来飞(1983一)，男，湖北天门人，工学博士研究生，E-mail：laifeichq@163．corn。万方数据114中国公路学报2009年0引言底盘综合控制系统的研究是目前汽车领域的一个热点问题。对底盘各子系统的控制研究已有很多，如针对转向子系统展开四轮

7、转向控制器的设计研究[1q]，针对半车或整车悬架子系统开展的研究[5．10]。也有少部分研究者开始将2个子系统结合起来进行研究，如将转向子系统与制动子系统结合起来进行控制系统的研究[11-13]，对车辆质心侧偏角、横摆角速度及车身的综合控制[143等。前期笔者已在基于统一模型的转向一悬架系统中，设计出最优综合控制器[151。然而上述研究针对的都是线性轮胎模型，在线性轮胎模型中设计的控制器用于实际工况中的非线性轮胎模型中时，其控制性能的优劣还无法得知。为了更