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文档简介

frzrrffrzrrf12;B;12最控在轮向术应近年来，四轮转向技术4WS发迅速本根据具有二次型性能指标的线性跟踪题最优控制理论，基于车辆状态反馈和前轮前馈，简单介绍4WS汽车转向控制规律。首先建模建时以前轮转角作输入忽略汽车的侧倾与俯仰运动为汽车只作平行于地面的平面运动。建立动力学微分方程为：()()r()121frak)(ak2)rakIu上式中，心偏角；r汽车横摆角速度；为质心前进速度为车质量;

为汽车质心侧偏角速度;

为汽车横摆角加速度;

k

、

分别为前、后轮等效侧偏刚度a分别为汽车质心至前、后轴的距离；、分为前、后轮转角；I为车绕质心的转动惯量frz化为状态方程形式：

AX上式中，

1ak12Iz

akuu1k2I

ak1Iz

；采用的闭环控制系统见图1后轮优化控制率为

U

，

r

KFF

上式中，

K

FB

为状态变量反馈增益矩阵；

K

FF

为前轮转角前馈增益矩阵，二者均为车速函数。

f

车辆

XK

FF

r

系统为寻求最优后轮转角输入

KFB图控系结构极小值。/

(XX)Q(XX)Q)，BJ

12

Td上式中，

d

为理想模型，Q均加权矩阵；Q为半正定矩阵R为定阵。第一项是用来衡量整个控制期间系统的实际状态与给定状态之间的综合误差项对控制总量的限制，即本系统中对控制后轮转角的范围。利用变分法求解该二次型最优控制问题，考虑、、Q为数矩阵（定系统）时，

，

，

，得出黎卡提方程为：(AT

TPBRTPBTPCW解得最优控制为

(AT)QAPC)d

；状态变量反馈增益矩阵

;前轮转角前馈增益矩阵

K

T

(PBR

T

A

)

)d用进仿真分析。真模型见图。具体结构参数为

m2996

a

b

Iz

2

kN/rad

k73421/rad

。仿真时取

/

正常车速则

A

1.4704

C14.9803

同令加权矩阵

0

,R

K0.3106FB

K/

图仿模型图当阶跃信号为前轮°转向角时的车转向动态响应如图3图3车辆转向动态响应图从图可看出，最优控制车辆质心侧偏角稳态值为

0.059

（约为°对前轮转向车辆稳态值-5°）减小，且无瞬态振荡超调对于横摆角速度，最优控制车辆稳态值为

0.26rad/s

，接近前轮转向车辆稳态值rad/

超量减少，上升时间及稳定时间缩短瞬振荡减弱仿结果表明：相对于前轮转向车辆

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