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本文以线控转向系统为研究对象,采用理论研究、现代智能控制理论和软件仿真试验等方法,对线控转向系统的建模、变传动比控制、主动前轮转向控制和汽车质心侧偏角观测器的设计进行了研究。(1)采用Simulink建立线控转向系统的仿真模型,取代Car Sim中的机械转向系统,完成线控转向汽车联合仿真平台的搭建并进行模型的准确性验证,为后续控制策略研究提供仿真试验平台。(2)以线控转向汽车联合仿真平台为基础,进行不同条件的仿真试验,在分析了固定转向传动比汽车的转向特性基础上,引入理想变传动比概念,通过变传动比控制减少驾驶员反复修正方向盘转角补偿汽车特性变化所造成的影响,并且使汽车低速行驶阶段有较好的灵敏性以及高速行驶阶段具有较好的稳定性。选取基于横摆角速度增益不变的方法设计变传动比,并对低速段、中高阶段的变传动比进行修正。针对该方法不适合设计高速阶段变传动的问题,采用模糊控制的方法设计了高速段变传动比。最终完成线控转向汽车全速度段变传动比控制的设计,选取典型试验工况进行Car Sim/Simulink联合仿真试验,结果表明变传动比控制能达到预期的控制效果。(3)针对在实际应用过程中存在汽车质心侧偏角难以获得的问题,采用基于超螺旋算法的二阶滑模观测器理论,并提出了观测器模型中设计参数随车速自行调整的设计方法,设计了一款变设计参数的汽车质心侧偏角观测器。选取典型的实验工况进行仿真验证,仿真结果表明所设计的观测器具有较好的观测精度。(4)考虑到汽车常处于非稳态工况下,因此在变传动比控制的基础上,设计了基于横摆角速度和质心侧偏角综合反馈的主动前轮转向控制策略。通过采用滑模变结构控制理论,在引进虚拟中间变量构造单一滑模面方法的基础上,改进了虚拟中间变量中偏差的权重系数配置方式,并构建带有积分形式的滑模面;设计了等效控制加切换控制的滑模控制律,实现对横摆角速度和质心侧偏角综合反馈的滑模解耦控制,完成线控主动前轮转向控制器的设计。最后选取不同的典型试验工况进行Car Sim/Simulink联合仿真试验。仿真结果表明所设计的控制策略具有较好的控制效果,提高了线控转向汽车在极端条件下行驶的操纵稳定性和主动安全性,同时提高了对理想值的跟随能力。