四轮转向论文：基于MATLAB-Simulink和神经网络的四轮转向仿真研究.doc

四轮转向论文：基于MATLAB/Simulink和神经网络的四轮转向仿真研究【中文摘要】随着汽车技术的发展和人民生活水平的提高,人们对汽车操纵稳定性的要求也越来越高,由于四轮转向能显著改善汽车的操纵稳定性,因此,在不久的将来四轮转向系统必将在各类汽车中得到广泛的应用。四轮转向系统与前轮转向系统相比具有如下优点：1.低速时,减小转弯半径,提高汽车机动性,从而使汽车更容易进出停车场或者在狭窄的道路上行驶；2.高速时,能迅速变道,时刻保证质心侧偏角基本为零,提高循迹能力,减少侧滑和甩尾现象,从而改善汽车的操纵稳定性和提高安全性。本文提出了一种新的控制策略,利用神经网络控制理论对四轮转向控制方法进行了研究。其主要内容如下：1.详细介绍了四轮转向系统的工作原理及发展历程,汽车汽车分析了四轮转向汽车中的非线性因素,重点研究轮胎侧偏非线性对汽车转向特性及操纵稳定性的影响,介绍了一些常用的轮胎模型,选择“半经验轮胎模型”为汽车非线性因素的研究对象,通过MATLAB编程拟合出轮胎侧偏力和侧偏角的关系曲线,在Simulink中建立三自由度非线性四轮转向汽车模型,并与前轮转向系统进行对比；2.根据汽车稳定性评价指标对四轮转向系统的稳定性进行分析,提出四轮转向汽车的控控制策略,即.【英文摘要】With the development of vehicle technology and the remarkable improvement of peoples living standard, peoples requirements of vehicle stability are also increasing, and making the vehicle handling and stability as an important direction of the car. Compared with the Front-Wheel Steering system, Four-Wheel Steering system has the following advantages:1.At the low speed, the 4WS can reduce the turning radius, improve the mobility, and make it easier to access to paking lots or maneuvere in narrow road;.【关键词】四轮转向 MATLAB/Simulink 轮胎非线性 操纵稳定性 神经网络【英文关键词】Four-Wheel Steering MATLAB/Simulink Nonlinear tire Handling and stability Neural network【目录】基于MATLAB/Simulink和神经网络的四轮转向仿真研究摘要4-5Abstract5-6第一章 绪论9-191.1 四轮转向原理9-111.2 国内外的研究现状11-171.3 本文研究的意义和工作内容17-19第二章 四轮转向汽车的动力学模型19-392.1 线性二自由度四轮转向汽车模型19-222.2 线性三自由度四轮转向汽车模型22-252.3 轮胎侧偏特性非线性模型25-322.3.1 轮胎的坐标系26-272.3.2 轮胎模型27-322.4 四轮转向汽车Matlab/Simulink建模32-382.4.1 二自由度四轮转向Simulink模型33-362.4.2 三自由度四轮转向Simulink模型36-382.5 本章小结38-39第三章 四轮转向汽车的神经网络控制39-663.1 人工神经网络概述39-413.2 神经网络的设计过程41-423.3 BP神经网络结构及原理42-473.3.1 BP神经网络神经元模型与结构42-433.3.2 BP神经网络的原理43-473.4 四轮转向控制目标的选取47-503.4.1 四轮转向汽车稳定性分析47-493.4.2 四轮转向系统控制策略与方法研究49-503.5 数据采集50-523.5.1 Simulink数据采集模型的建立50-513.5.2 训练数据预处理51-523.6 BP神经网络参数的确定52-603.6.1 BP神经网络算法的确定52-553.6.2 BP神经网络层数的确定553.6.3 BP神经网络神经元的确定55-573.6.4 BP神经网络训练次数和学习速率的确定57-603.7 三自由度非线性四轮转向BP神经网络控制仿真60-653.8 本章小结65-66第四章 四轮转向汽车控制比较研究与分析66-744.1 前后轮转角成比例的四轮转向控制66-674.2 基于参考横摆角速度反馈控制67-714.2.1 参考横摆角速度表达式推导67-694.2.2