四轮转向汽车的控制策略

四轮转向汽车能有效地提高低速时的机动性和高速时的操纵稳定性，从心理上和体力上减轻驾驶员的负担。分析和总结了四轮转向汽车的控制策略及其控制目标，介绍了几种典型的前馈型与反馈型控制方案，指出了四轮转向系统控制所面临的困难，并展望了其发展方向。     

四轮转向汽车

通过对四轮转向汽车的分析，介绍了共在低速和高速下的运动特性，并与传统的转向系统进行了比较，阐述了４ＷＳ汽车在机动性能和操纵稳定性能上的改善。     

日本的四轮转向汽车

日本的汽车四轮转向系统在市场的竞争正在进行。今天,日产、本田和马自达公司已经各自推出其四轮转向系统,三菱和丰田公司也将跟着研制和生产。电子控制式或机械式结构装有四轮转向系统的汽车当高速行驶并变换车道时可提高汽车的性能和增加行走稳定性。在低速区域,应用马自达和本田的四轮转向系统可使转向更为便利。所有四轮转向系统都努力于使行驶在雪地或潮湿路面的汽车减少正面碰撞以提高安全。     

四轮转向汽车技术研究

本文从介绍四轮转向汽车的概念起,分别介绍了目前四轮转向系统中成熟产品QUADRASTEER电子转向系统及四轮转向汽车的转向特点、转向方式及其优缺点.     

四轮转向汽车操纵性能仿真研究

建立了四轮转向汽车的数学模型,推导出其传递函数,在此基础上利用Matlab/Simulink软件建立了仿真模型,并且为四轮转向模型设计了PID控制器,最后对模型进行了仿真。仿真结果表明,四轮转向汽车无论在低速还是在高速工况下其转向性能都优于前轮转向汽车。同时证明,文中所设计的PID控制器参数合理,能很好地控制汽车转向。     

基于MPC的四轮转向车爆胎稳定性控制

四轮独立转向驱动汽车相比传统车辆具有更多控制自由度,具备在高曲率跟踪精度好,低附着路面操纵稳定性优越的特点。本文针对车辆在轨迹跟踪中所面对的低附着、爆胎等紧急工况,本研究采用模型预测控制理论,针对四轮转向电动汽车的横摆稳定性问题进行了探究。以横摆角速度和横向误差为控制目标,计算出最优四轮转角和直接横摆力矩,下层采用最优转矩分配并考虑轮胎摩擦圆约束,以实现对四轮驱动电动汽车的稳定性控制。在CarSim/Simulink联合仿真整车模型中,采用参数化建模设置整车参数。通过双移线爆胎工况仿真实验分析,所提出的策略能够有效地提高四轮驱动电动汽车的轨迹跟踪精度,从而提高整车的行驶稳定性。     

四轮转向汽车电子控制系统的研究与开发

文章对四轮转向汽车（4WS－four wheel steering)控制系统的组成和结构原理作了简要介绍，详细阐述了电动控式4WS汽车电控系统的硬件设计，并对控制目标和控制方法作了进一步探讨。     

四轮转向汽车操纵动力学虚拟仿真分析

从机械动力学仿真的角度，研究4WS汽车的瞬态和稳态操纵动力学特性。运用虚拟样机技术，给出4WS车辆在适当前轮转角及不同的大小、比值、方向以及转向时间差等后轮转角的条件下，车辆的瞬态和稳态动力学性能的表现。     

基于自适应模型预测的智能汽车轨迹跟踪控制研究

针对车辆纵、横向跟踪的强耦合、非线性特性,设计了基于自适应模型预测控制理论的轨迹跟踪控制器.同时考虑纵、横向跟踪控制,并引入线性变参数模型(LPV),把纵向速度对横向跟踪的影响转化为LPV模型中调度参数的变化,把纵、横向跟踪的高度非线性动力学模型转化为LTI模型的插值队列,以用于自适应纵向速度的改变.基于预测控制理论,...     

基于模型预测控制的主动四轮转向车辆稳定性研究

为提高汽车在高速、低附着系数路面下的操纵稳定性,论文设计模型预测控制器跟踪线性二自由度理想模型,得到横摆角速度与质心侧偏角偏差,然后由二次规划算法计算实际的四个车轮转角,并在Carsim软件中建立开环角阶跃工况进行联合仿真。结果表明:文章所设计的基于模型预测控制的主动四轮转向汽车相对于前轮转向,能够有效降低整车角阶跃输入下的横摆角速度与质心侧偏角,更好地跟踪理想控制目标,主动四轮转向汽车提高了整车的操纵稳定性和路径跟随精度。     

Optimal Control of Four Wheel Steering Vehicle

This paper derives a method of controlling four wheel steering using optimal control theory. The purpose of control is to minimize the sideslip angle at the center of gravity. The control method feeds forward the steering wheel angle and feeds back the yaw velocity and the sideslip angle to the front and rear wheel angles. Theoretical studies show that the sideslip angle is reduced to zero even in the transient state, and that the understeer characteristic and frequency response can be changed regardless of the vehicle static margin. This Paper also examines various characteristics of the influence of the side force nonlinearities of tires and crosswinds.     

Optimal Control of Four Wheel Steering Vehicle

SUMMARY

This paper derives a method of controlling four wheel steering using optimal control theory. The purpose of control is to minimize the sideslip angle at the center of gravity. The control method feeds forward the steering wheel angle and feeds back the yaw velocity and the sideslip angle to the front and rear wheel angles. Theoretical studies show that the sideslip angle is reduced to zero even in the transient state, and that the understeer characteristic and frequency response can be changed regardless of the vehicle static margin. This Paper also examines various characteristics of the influence of the side force nonlinearities of tires and crosswinds.     

基于动力学模型的车辆转向控制器不足与变结构控制方法的研究

本文从理论上分析了基于车辆二自由度转向动力学模型的转向控制器在低速时产生失稳的原因。为解决失稳问题,本文提出了相应的解决方法,建立了基于预瞄运动学的车辆转向控制模型,采用滑模变结构控制理论设计了车辆的转向控制器,使车辆转向控制具有良好的跟踪性能和鲁棒性。     

4轮转向车辆主动鲁棒抗侧倾操纵研究

基于4轮转向车辆，提出了一种新的主动抗侧倾方法。这种方法通过主动操纵车辆前后轮转角，就可以实现车辆侧倾控制。设计了鲁棒H∞操纵控制器。仿真表明，通过合理选择加权函数，车辆状态能精确地跟随理想车辆模型，且能有效地抑制侧倾角速度。     

基于前轮转角约束自适应模型预测控制的路径跟踪研究

针对在车辆行驶中较小的前轮转角无法充分利用路面附着能力,较大的前轮转角使得车辆的行驶稳定性差的问题,文章提出了一种前轮转角约束自适应模型预测方法。首先建立车辆的动力学模型,然后通过计算得到轮胎纵向力,最终得到车辆的前轮转角。将车辆的状态量与前轮转角自适应约束条件输入给模型预测控制器,输出车辆的前轮转角,实现对参考路径的跟踪。在Carsim和MATLAB平台上联合仿真,仿真结果表明前轮转角约束自适应模型预测控制的车辆相比固定转角约束的车辆具有较好的跟踪能力和稳定性。     

后轮主动转向的2自由度鲁棒控制

在传统前馈后轮主动转向控制的基础上，提出了一种2自由度后轮主动转向鲁棒控制规律。该方法通过引入独立参数化2自由度控制结构，实现了4轮转向系统对车速变化和轮胎侧偏刚度变化的独立补偿。其前馈控制器的设计与传统前馈4轮转向控制完全相同，而反馈控制器的设计为一针对轮胎侧偏刚度不确定性的标准H∞控制问题。该方法的主要优点是既充分发挥了传统前馈控制的优点，又降低了反馈控制器的阶数。     

应用模糊自适应PID和预瞄策略的自主车辆转向控制

文中结合智能车辆路径跟踪过程中转向控制方面的特点，提出了一种将模糊逻辑、预瞄规律和自适应PID控制相结合的控制策略，建立起了相应的模型，验证了该方法的可行性和有效性，并提出了进一步改进的方向。     

智能车辆转向变结构控制方法的研究

从车辆的转向动力学和预瞄运动学特性出发，结合转向系统的系统辨识，建立了车辆转向系统的线性模型。运用变结构滑模控制理论和多模型切换，使车辆转向控制具有良好的跟踪性能和鲁棒性。     

汽车主动悬架与电动助力转向系统自适应模糊集成控制

建立了包含转向运动模型、俯仰运动模型和侧倾运动模型的汽车整车模型,在设计了电动助力转向系统PD控制的基础上,构建了基于自适应模糊控制的汽车主动悬架与电动助力转向系统集成控制器,当控制系统偏差变小或变大时,调整因子总能保证系统稳定,便于工程应用。计算结果表明,该自适应模糊集成控制策略,既保证了车辆操纵轻便性,又显著提高了整车操纵稳定性、安全性和行驶平顺性等整车综合性能。