【摘 要】
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该文从系统动力学建模及其特性分析以及控制系统设计两方面对四轮转向汽车侧向动力学特性及其控制进行了研究.首先,该文在线性二自由度模型的基础上,加入纵向运动自由度用来
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该文从系统动力学建模及其特性分析以及控制系统设计两方面对四轮转向汽车侧向动力学特性及其控制进行了研究.首先,该文在线性二自由度模型的基础上,加入纵向运动自由度用来描述汽车在转向运动中车速的变化,并应用Pacejka轮胎模型描述轮胎非线性侧偏特性,由此构建了具有实时在线仿真功能的非线性三自由度单轨四轮转向汽车侧向动力学模型.随后,在分析Pacejka轮胎模型非线性侧偏特性的基础上,该文尝试使用"变侧偏刚度系数"分段描述其非线性特性,进而将非线性Pacejka轮胎模型转化为线性变系数模型,由此将四轮转向汽车非线性侧向动力学模型转化为线性变参数侧向动力学模型;通过移线及蛇行实车试验对两种模型的侧向动力学特性进行了仿真分析比较.该文针对线性变参数侧向动力学模型构造了考虑变侧偏刚度系数产生波动的不确定性对象模型,并基于李雅普诺夫方法构造出不确定性汽车模型的横型跟踪变结构控制器,其功能是保证不确定性对象模型的转向特性在高速转向行驶工况下能够很好的跟随线性变参数侧向动力学模型的转向特性;通过轮胎处于附着极限时的高速转向行驶工况仿真表明,在控制器的作用下,不确定性汽车模型不仅可以很好地跟随线性变参数侧向动力学模型的转向特性响应,而且可以防止侧滑现象的出现、保持系统可操纵性;另外,由于控制系统在系统本身发生变化时能保持系统稳定,因此,整个汽车控制系统相对于系统内部参数的变化具有鲁棒性.
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