基于輪轂電機的四輪驅動差速轉向控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、轉向控制系統(tǒng)是小車行走控制的重要組成部分。現(xiàn)有的四輪小車轉向方式主要有前輪轉向、全輪轉向和斜行轉向三種模式。其中,前輪差速驅動轉向方式是目前應用最廣泛的四輪小車轉向方式,其優(yōu)點在于控制相對簡單,而缺點則是轉向半徑偏大,尤其是在低速行駛狀態(tài)下,前輪差速轉向方式的靈活性有所欠缺。本文以四輪驅動小車為研究對象,主要進行了以下幾方面的研究:
　　 (1)建立了前后輪反向轉動差速轉向模型的運動學和動力學模型。分析了傳統(tǒng)的前輪差速驅動轉向模

2、型的Ackermann-Jeantand特性函數(shù),根據(jù)特性函數(shù)的分析,對前后輪反向轉動差速轉向模型的特性函數(shù)進行推導、驗證,并建立運動學和動力學模型進行研究。
　　 (2)研究了四輪驅動小車行走狀態(tài)的電子差速控制策略。主控制器對小車在直行狀態(tài)和轉向狀態(tài)的四輪速度進行協(xié)調分配,四路電機驅動控制器使用自適應模糊PID控制算法對電機轉速進行調制,使各輪轂電機的實際轉速盡可能的趨近于主控制器輸出的理論轉速,確保小車按預期的軌跡行駛。

3、r>　　 (3)在Matlab/Simulink環(huán)境下,結合輪轂電機的數(shù)學模型和小車前后輪反向轉動差速轉向模型的分析結果,對該轉向模型中各輪轉速與車速、轉向角的關系進行仿真。仿真結果表明:本文設計的電子差速控制策略能夠較好的實現(xiàn)對小車各輪轉速的協(xié)調控制,實現(xiàn)小車中、小角度轉向過程中的平穩(wěn)行進。驗證了前后輪反向轉動差速轉向控制方法的可行性。
　　 (4)設計了配套的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng),對差速轉向策略和調速控制算法進行試驗驗證。根