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转向系统作为汽车底盘系统的重要组成部分和人-车交互界面的重要一环,对汽车的操纵稳定性、舒适性和安全性起着举足轻重的作用。汽车“智能化”、“电动化”与“共享化”的发展对汽车转向系统的主动控制和主动安全技术提出了更高的要求,而主动前轮转向(AFS:Active Front Steering)技术可实现汽车的变传动比操作、行驶稳定性控制和自动驾驶中的轨迹跟踪及车道保持控制,逐渐成为了汽车转向系统的研究热点。因此,本文在常规电动助力转向(EPS:Electric Power Steering)系统的基础上,对主动前轮转向系统的控制策略作了相应的研究。论文的主要工作如下:(1)提出了一种新型的基于常规EPS系统的主动前轮转向系统的结构方案,分析了其结构和工作原理,并对转向系统进行建模和模型验证试验;推导了地面固定坐标系下的汽车欠驱动主动前轮转向系统线性二自由度侧向动力学方程。(2)将主动前轮转向系统的控制分为EPS控制和AFS控制两个部分,分别对其进行了分析,制定了主动前轮转向系统的控制逻辑和控制策略:设计了包含电流环与转矩环的EPS系统基本助力控制策略;提出了含不等式约束的欠驱动系统约束跟随控制方法,并将其应用于AFS系统的轨迹跟踪和车道保持控制策略设计。(3)对所设计的控制策略进行了相应的仿真分析和试验验证。通过频域和时域仿真分析了EPS基本助力模式下稳定性控制策略的有效性,对EPS系统的转向轻便性进行了实车试验;通过MATLAB/Simulink仿真平台,对AFS系统控制策略进行了仿真分析,结果表明,本文提出的含不等式约束的欠驱动系统约束跟随控制方法能够有效实现主动前轮转向系统的的轨迹跟踪和车道保持控制目标,提高了汽车的主动转向和主动安全性能。