四轮转向车辆操纵稳定性仿真分析

对四轮转向车辆的转向特性进行了理论分析,并对某控制策略的四轮转向车辆为例进行了仿真.建立了四轮转向车辆操纵动力学模型,分析了前轮角阶跃输入下四轮转向车辆的稳态响应和瞬态响应与传统前轮转向车辆的主要区别;在四轮转向车辆状态方程的基础上二求解出横摆角速度和侧向加速度与前轮转角的传递函数,与前轮转向车辆对比分析了传递函数零、极点位置对响应特性的影响.借助Matlab/Simulink,对四轮转向车辆进行仿真,发现仿真结果与理论分析吻合.将仿真结果与前轮转向车辆进行比较,阐明了四轮转向车辆的性能优势.研究结果可为评价四轮转向车辆的系统设计提供理论依据.     

四轮线控转向系统的转向控制策略研究

为了控制汽车的质心侧偏角,同时保持汽车的转向增益不变,研究了四轮线控转向系统的后轮转向控制策略和前轮转向控制策略.首先建立了四轮转向整车二自由度模型,然后基于稳态质心侧偏角为零得到两种后轮转向控制策略:与前轮转角成比例型和横摆角速度反馈型,前者不改变系统极点,后者改变系统极点.基于转向增益不随车速改变得到二者的前轮转向控制策略.仿真表明,提出的前轮转向控制策略可以保持固定转向增益,降低驾驶员负担;后轮转向控制策略可以实现零质心侧偏角稳态值,控制车辆姿态,改善操纵稳定性.     

汽车四轮转向动力系统的Hybrid控制研究

应用混和控制(Hybrid Control)中的切换系统(Switched System)的方法,分别对汽车四轮转向系统的高速态与低速态两个子系统以及由高速态向低速态变化的切换系统进行了最优控制设计.仿真结果表明,Hybrid 控制实现了四轮转向系统(4WS)的低速灵活性与高速稳定性,具有良好的控制效果.     

线控转向系统的主动转向控制策略研究

线控转向系统取消了转向盘和转向轮之间的机械连接,可以对前轮进行主动转向控制以增强操纵稳定性和主动安全性.通过使前轮线控转向系统的期望横摆角速度跟踪稳态质心侧偏角为0的四轮转向车辆的横摆角速度,设计线控转向系统的变传动比,主动控制前轮转角.通过时域响应、转向增益、开环总方差等指标对其进行了性能分析.结果表明:采用提出的主动转向控制策略时稳态质心侧偏角大大降低,开环总方差大大降低,从而提高了汽车的操纵稳定性.     

基于电动轮的多轴全轮转向汽车驱动控制研究

本文就一种基于电动轮控制的多轴车的全轮转向系统的优点进行了概述。所介绍的这种多轴车的特点是：采用电动轮驱动、电动助力转向系统和全轮转向系统。电动轮驱动有效地提高了多轴车的经济性和环保性;电动助力转向系统则有效地改善了驾驶空间的布置,为汽车的轻量化、电子化和经济性研究提供了有利条件;全轮转向系统的双相位转向有效地改善了多轴车的转向问题,提高了汽车转向的通过性和平顺性。     

基于STM32单片机的教练车转向轮转角显示仪设计与实现

汽车转向轮转向角度把握不好易造成的车库移位、刮擦、追尾等不同程度的事故。通过本装置可以帮助驾驶者初学者实时监控汽车转向轮的方向降低交通事故发生率。设计开发了基于STM32单片机的汽车转向轮转角显示的设计与实现系统的功能有汽车转向轮转角检测、按键控制、数据显示、WiFi通信、报警提示。系统采集汽车转向轮转角数据,若汽车转向轮转角数据超过设置的阈值,则通过声音报警提示。可以使用按键调整汽车转向轮转角阈值。对系统功能进行逐一的测试,测试结果显示完全达到最初设计的功能要求。该套设备可为初学者和教练员教学带来便利,也为驾驶学校教练车装备智能化提供借鉴。     

线控转向系统的转向盘力反馈控制策略研究

线控转向系统取消了转向盘和转向轮之间的机械连接,因而可以根据车况主动提供路感,提高车辆的操纵稳定性.首先研究了转向刚度力矩、由侧向加速度确定的转向盘回正力矩、由轮胎回正力矩确定的转向盘回正力矩、转向阻尼力矩等进行转向盘力反馈的四种力矩.然后,研究了四种组合的转向盘力反馈控制策略及其进行双纽线试验、蛇行试验的性能.结果表明,调整各种力反馈方案的相应参数可以获得低速时的转向轻便性和高速时的良好路感.     

主动前轮独立转向系统分析与研究

为了提高车辆的操稳性,提出了新型主动前轮独立转向系统,介绍了主动前轮独立转向的工作原理和结构形式,建立了系统数学模型;提出了主动前轮独立转向的控制策略,上层控制器采用PI控制,由横摆角速度偏差得出总控制转角,下层控制器负责内外侧转向轮的判断以及计算内外侧转向轮具体的转角;在仿真软件MATLAB/Simulink里进行了控制策略有效性仿真,仿真结果说明对于不足转向车辆,主动前轮独立转向系统能比传统的主动前轮转向系统更有效地提高车辆操纵稳定性。     

神经网络在汽车四轮转向控制中的应用

为适应车辆运动的非线性特性，采用神经网络理论，设计了神经网络汽车四轮转向控制系统，并对该系统进行了仿真分析。仿真结果表明：神经网络控制系统比线性控制系统能明显地改善控制效果。     

基于线控底盘的无人驾驶轨迹跟踪控制研究

为提高结构化工况下无人驾驶汽车轨迹跟踪的精确性,提出一种融合纵向车速跟踪控制器的预瞄轨迹跟踪控制算法。针对四轮转向的特性,基于传统纯跟踪算法设计了四轮转向纯跟踪控制模型;针对纯跟踪算法跟踪效果受车速影响较大的缺陷,设计了纵向车速跟踪控制器并采用n维插值表方式在不同曲率处设置不同车速;将四轮转向纯跟踪算法融合纵向车速跟踪控制器,以达到更好的跟踪效果。仿真与实车试验表明,试验平台可较精确地跟踪规划轨迹并平稳抵达目标终点,实车轨迹跟踪过程中最大横向误差控制在0.497m。     

光电导引的四轮移动机器人设计

全国大学生智能车竞赛要求设计一种能按要求快速稳定平移和转向的光电导引的四轮移动机器人系统。因此分别建立了前轮S-D5舵机转向模型和二阶后轮RS540电机驱动数学模型,设计了基于模糊控制的前轮转向算法、基于解析式控制器的智能自适应PID后轮驱动算法、赛道判别算法,改进了线性CCD采集图像处理算法,利用基于二值化的双向跳变沿检测法代替单向跳变沿检测并采用膨胀腐蚀算法滤除噪声。实际调试结果表明：所设计的机器人能快速稳定地沿赛道运动,验证了系统设计的可行性和算法的有效性。     

基于横摆率跟踪的4WS车辆闭环操纵稳定性

从车辆操纵稳定性多状态量的响应等方面着手,提出了4WS车辆横摆率跟踪多状态最优控制方案,建立了考虑四轮转向车辆动态响应的闭环操纵稳定性仿真模型,比较了采用横摆角速度多状态最优控制方法与前后轮转向比是车速函数的四轮转向控制方法的操纵稳定特性.结果表明对于使用横摆角速度多状态最优控制的4WS车辆,其转向过程中的侧向加速度和横摆角速度等操纵稳定性瞬态特性均明显优于其它4WS控制方法的车辆,同时保持操纵稳定性的稳态特性不变.     

四轮移动机器人的前后轮双里程仪系统的误差分析

四轮移动机器人的驾驶和驱动系统的左右轮分别装上里程仪，里程仪的读数反映了车轮转过的角度和转向，在车轮直径固定的情况下，便可计算出车轮的移动距离．根据左右车轮的记数值，可以计算出车体的位置和方位．本文对前后轮双里程仪系统进行了对比分析，在相同的误差下，驱动轮双里程仪系统优于前轮驾驶角和双里程仪器系统，这对实际工作有指导作用．     

基于Ackermann模型的全轮转向电动汽车的随动跟踪控制策略研究

提出了一种新型的基于Ackermann模型的全轮转向电动汽车的随动跟踪控制系统,该随动跟踪控制的思想是:当四轮中出现有车轮运动受阻使得车轮转向和驱动的转速徒降,此时其它的车轮将不执行整车控制系统的运动指令,转而去跟随受阻车轮的运动状态,直到受阻车轮脱离困境后,4个车轮再各自执行整车控制系统的运动指令;该控制系统是由转向控制、驱动控制和CAN总线网络系统组成的复杂的电气系统;该控制系统的优势在于:不仅能实现四轮独立转向四轮独立驱动控制的功能,而且在不平路面上车轮失步情况下,各轮转向角能自动随动同步协调,有效地防止磨胎现象;实验结果表明,该动力随动控制系统控制实时同步性好,响应速度快,能使4个轮子在转向和差速过程中达到和机械连接一样的刚度要求。     

基于阿克曼原理的4WID/4WIS汽车循迹控制研究

针对四轮独立驱动、独立转向汽车循迹控制精度和转向稳定性兼容问题,同时考虑减小轮胎磨损,延长轮胎使用寿命,本文基于阿克曼转向原理和RBF神经网络PID理论,提出了一种自适应的循迹控制方法.首先,设计了基于RBF神经网络PID理论的自适应转向控制器,用于控制前内轮转角,保证循迹精度;其次,后内轮以减小质心侧偏角为目标进行辅助转向,保证转向稳定性;接着,基于阿克曼转向原理,确定外轮转角,保证各轮侧偏力分配合理;最后,采用同一瞬心法,确定各车轮转速,以减小轮胎滑动率.本文搭建了CarSim和MATLAB/Simulink联合仿真平台,进行了仿真实验,结果表明：本文提出的循迹控制方法,不仅能获得较小的循迹偏差和质心侧偏角,保证了足够的循迹控制精度和转向稳定性,同时还减小了轮胎滑动率,有利于减小轮胎的磨耗.     

基于红外光电传感器的智能车两轮差速转向模糊控制

介绍了一种基于红外光电传感器的智能小车两轮差速转向模糊控制系统,该系统以单片机最小系统为核心,根据寻迹传感器的检测值判断小车运行状态,从而改变电机转速,实现控制小车的目的。实验结果表明,采用模糊控制方法对两轮差速转向进行控制,小车运行稳定,路径跟踪可靠,控制性能良好。     

单轮电机失效时四轮轮毂电动汽车各驱动模式转向特性研究

文章在对轮胎侧偏特性和轮胎力研究的基础上,提出了四轮轮毂电动汽车四种驱动模式的转向力矩分配问题;通过数学分析,将此问题转化为一个有约束条件的最优化求解问题,接着使用MATLAB优化工具箱,并采用有效集算法对此优化问题进行求解,最终解决了单轮电机失效时四种驱动模式的选择问题,为改善单轮电机失效时四轮轮毂电动汽车的转向特性,防止车辆侧滑失稳提供了理论依据;最后采用汽车动力学仿真软件TESIS DYNAware对所提理论的正确性进行了仿真验证。     

牵引车–飞机系统的自适应滑模变结构控制

将自动转向技术应用于牵引车–飞机系统, 并以侧偏位移和相对横摆角作为反馈, 提出一种牵引车四轮主动转向控制策略. 重点考虑牵引车和飞机的侧向和横摆运动, 建立含铰接角在内的牵引车–飞机系统非线性动力学模型. 将牵引车和飞机的轮胎侧偏刚度视为有界的不确定性参数, 将侧向风等因素视为未知的外在扰动, 采用自适应滑模变结构控制方法设计牵引车转向角控制器. 仿真结果表明, 设计出的前、后轮转向控制器能使控制系统同时获得很好的轨迹跟踪性和操纵稳定性, 并且能够有效的克服参数摄动和外界干扰对系统操作性的影响.     

基于模糊逻辑的轮式移动机器人运动控制的设计与研究

主要对四轮移动小车的运动轨迹控制部分进行研究,采用模糊控制方法,控制各个电机的功率和转向,实现四轮小车转速较大范围误差调节,加快电机启动速度,达到控制平滑和节能的目的,使运动控制系统兼顾实时性高、稳定性强等设计要点;并可通过模糊控制规则库的扩充,提高小车的灵活性。对运动状态进行闭环控制,通过测量脉冲数检测小车是否按所接收指令运动,以达到一定的控制精度,保证小车运动达到预期目的。     

基于Infineon XC164CS四轮电子差速系统设计方案

基于InfineonXC164CS微控制器,设计一种针对四轮驱动电动车电机的控制方案。介绍了基于Ackermann和Jeantand转向模型的四轮速度关系,四轮驱动汽车的电子差速算法以及电动轮的软件设计。实践证明,基于XC164CS,利用软件就能实现对电动轮的控制。