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汽车转向系统是车辆的重要组成部分,它的优劣直接影响了汽车的操纵稳定性,是保证车辆安全行驶的一个重要性能。随着人们对汽车主动安全性能的要求越来越高,作为主动安全技术之一的4WS也受到各大汽车生产商与高校学者的研究。本文以轿车为对象,对四轮转向系统的控制策略进行了较为深入的研究。本文建立了二自由度前轮转向理想参考模型;针对四轮转向系统,考虑到车辆转向时应满足阿克曼转向定理,建立了二自由度阿克曼前轮转向+比例后轮的四轮转向车辆动力学模型(正文中统称比例四轮转向或4WS)与二自由度阿克曼四轮独立转向车辆动力学模型(4WIS);推导出两种四轮转向形式下主动转向轮与输入车轮的转角函数关系表达式,并利用Simulink搭建了4WS与4WIS的前馈控制模型;应用Carsim软件平台,建立了多自由度四轮转向整车模型。基于该整车模型进行了4WS前馈控制与4WIS前馈控制仿真验证,结果表明,四轮转向系统的整车稳定性明显优于前轮转向。基于阿克曼四轮独立转向,分别采用了模糊与模糊PID控制技术,以具有理想转向特性的二自由度前轮转向模型作为参考,制定了4WIS前馈与模糊反馈、4WIS前馈与模糊PID反馈的控制策略,在高低附着路面下进行方向盘角阶跃仿真实验,结果表明采用模糊PID反馈控制的车辆稳定性效果更加明显。进一步对4WS系统与4WIS系统的转向特性进行分析,同时增加考虑了路面附着条件对整车稳态横摆角速度的影响,结合两种四轮转向形式的各自优点,设计了在低速时采用4WIS,高速时采用4WS的混合模式转向系统。以尽量保证四轮转向系统也能满足驾驶员的传统驾驶感觉,合理地确定了转向模式的切换车速。在第三章的控制策略基础上,增加设计了4WS前馈与模糊反馈控制算法。同样在高低附着路面下进行方向盘角阶跃仿真实验,结果表明,混合模式转向系统能够兼顾两种转向形式的各自优势,即能提高车辆操纵稳定性,也能明显改善四轮转向有别于传统两轮转向的驾驶感觉。由于极限工况下轮胎的侧偏力容易达到饱和,四轮转向技术对改善车辆的稳定性能力有限,本文阐明了四轮转向与差动制动联合控制的必要性。设计以车辆质心侧偏角、横摆角速度的实际值与理想值之间的偏差作为控制器输入,车轮转角与维持车辆稳定所需的补偿力矩作为输出的模糊控制器。通过公差带和相平面方法判断车辆是否失稳,并设计一个逻辑控制器来协调四轮转向与差动制动的联合控制。同样采用方向盘角阶跃输入,结果表明:即使在高速大转角的情形下,经联合控制下的整车模型能够较好的保持车辆的稳定性,效果明显优于只有四轮转向控制的整车模型。