高速車輛縱橫向動力學(xué)耦合控制研究.pdf

1、本論文以國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(No.50475064)和重慶市自然科學(xué)基金項(xiàng)目(No.8366)為背景，針對智能車輛系統(tǒng)的控制問題，在對車輛進(jìn)行動力學(xué)分析的基礎(chǔ)上，考慮車輛縱橫向主要耦合因素，建立了相應(yīng)的縱橫向耦合的非線性動力學(xué)模型；設(shè)計(jì)了一種綜合考慮縱橫向耦合效應(yīng)的耦合控制器；利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，對高速車輛縱橫向耦合動力學(xué)控制系統(tǒng)進(jìn)行了控制仿真研究，使車輛中心保持在正常行駛路線上，并保持與前行車輛的安全間距，以便對高速行駛車輛的車速和

2、轉(zhuǎn)向的變化進(jìn)行更精確地控制，提高高速車輛行駛的主動安全性，協(xié)調(diào)性，為構(gòu)建汽車轉(zhuǎn)向、動力控制平臺以及智能交通平臺提供理論基礎(chǔ)。本文的主要研究內(nèi)容有：分析了車輛動力學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，識別和描述了三種使得縱橫向相互影響的耦合效應(yīng)：動力學(xué)耦合、輪胎力耦合、重量轉(zhuǎn)移耦合。建立了以縱向速度、橫向速度、橫擺角速度、車輪轉(zhuǎn)速和滑移率/滑轉(zhuǎn)率為狀態(tài)變量的考慮各種耦合效應(yīng)的縱橫向耦合非線性動力學(xué)分析模型。根據(jù)車輛縱橫向控制的目標(biāo)，對縱橫向控制策略進(jìn)行了研究

3、，提出了基于固定車間距離的縱向控制策略和基于駕駛員單點(diǎn)預(yù)瞄的橫向控制策略。采用滑模變結(jié)構(gòu)控制和動態(tài)表面控制的方法，設(shè)計(jì)了一種包含三種耦合效應(yīng)的縱橫向耦合控制器，以補(bǔ)償各種耦合效應(yīng)對高速車輛控制系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)的影響。通過計(jì)算機(jī)仿真，對所設(shè)計(jì)的耦合控制系統(tǒng)與非耦合控制系統(tǒng)的控制性能進(jìn)行比較，對耦合控制系統(tǒng)由于縱、橫向耦合補(bǔ)償作用而引起的系統(tǒng)性能的改善進(jìn)行評價。針對不同的車速、載荷、附著情況進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)，研究控制系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)特性，進(jìn)一步