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文檔簡介
1、針對目前汽車操縱穩(wěn)定性研究領域尚沒有綜合考慮線性、非線性和不確定性因素影響的現(xiàn)狀,將四輪轉向汽車橫向動力學特性及控制作為本文的研究方向,從而全面考慮線性、非線性及不確定性因素對汽車操縱穩(wěn)定性的影響,開展研究工作. 首先建立了比例前饋與反饋的汽車橫向動力學數(shù)學模型.并利用Matlab/Simulink進行了動力學仿真.通過對相同參數(shù)和工況下的4WS汽車與FWS汽車的頻域、時域的仿真結果對比分析表明:雖然兩者相位基本相同,但前者的橫
2、擺角速度波動幅值和超調量等主要技術指標明顯均優(yōu)于后者,穩(wěn)定性好. 運用現(xiàn)代非線性動力學理論、Hopf分叉理論對四輪轉向非線性動力學模型進行了理論研究.主要分析了產生Hopf分叉的前提條件;運用中心流形定理、Normal Form范式理論推導了系統(tǒng)的Hopf分叉范式;并根據(jù)Hopf分叉范式中的系數(shù)判斷了周期解的穩(wěn)定性.通過仿真驗證了理論分析結果的正確性. 建立了基于外界干擾的二、三自由度汽車四輪轉向不確定性模型,并運用魯棒
3、控制中H<,∞>控制理論對模型進行了理論分析.通過迭代求解設計出了基于外界干擾抑制指標的H<,∞>最優(yōu)控制器;實現(xiàn)了系統(tǒng)魯棒性能的增強.運用魯棒控制的H<,2>/H<,∞>混合控制理論,設計了基于干擾抑制指標的H<,2>/H<,∞>最優(yōu)控制器.仿真計算結果表明控制效果良好,為四輪轉向控制器研制提供了理論依據(jù). 運用ADAMS軟件,從整車多體系統(tǒng)動力學的角度著手,建立了三軸四輪轉向汽車的ADAMS動力學模型.對前輪轉角階躍輸入下該
4、模型的時域瞬態(tài)響應仿真結果的分析表明,相同參數(shù)和工況下的4WS汽車操縱穩(wěn)定性指標多優(yōu)于FWS汽車.通過研究汽車的整體參數(shù)對操縱穩(wěn)定性的影響,為4WS汽車設計方案優(yōu)化提供了理論依據(jù). 在上述研究工作的基礎上,分別對硬件設計、軟件設計、數(shù)據(jù)分析接口模塊和機械執(zhí)行機構進行了研究分析,首次開發(fā)出基于嵌入式實時操作系統(tǒng)、在32位ARM處理器上運行的汽車四輪轉向控制器.通過模型實驗和樣機的測試均表明所研制的控制器提高了汽車四輪轉向的高速穩(wěn)定
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