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商用车货物运输量占总货物运输量的77%,商用车驾驶的安全性和操纵稳定性对减少交通事故的发生具有重要的影响,同时商用车实现无人驾驶也是未来货运发展的趋势,研究商用车电液耦合动力转向系统特性及横向运动控制研究,对提高商用车驾驶安全和操纵稳定性具有重要意义。为实现智能驾驶功能,采用在传统商用车HPS(Hydraulic Power Steering,HPS)系统基础上增设了一套EPS(Electric Power Steering,EPS)系统,组成商用车电液耦合动力转向(Electro-Hydraulic Coupling Power System,EHCPS)系统。为提高商用车EHCPS系统闭环控制响应带宽和横向运动位置跟踪精度,本文设计了EHCPS系统内层目标转角跟踪控制器、外层横向自动循迹控制器和内外层组合的横向嵌套运动控制策略。仿真和试验结果表明,所采用的控制方法和控制策略提高了商用车EHCPS系统闭环控制响应带宽和横向运动位置跟踪精度。本文主要研究内容及成果如下:(1)建立了EHCPS系统动力学模型和车辆二自由度模型,分析了EHCPS系统动态特性。进行了EHCPS系统台架测试,测试结果和仿真结果基本一致,验证了仿真模型的正确性。对EHCPS原始系统进行了频域动态性能分析,力矩高频输入条件下,扭杆力矩对电机输入力矩在相位上产生滞后现象。(2)提出了基于EHCPS系统动力学模型的双环路目标转角跟踪控制策略。其中主环路控制以电机力矩到方向盘转角的传递函数为依据,设计具有鲁棒性的超前校正控制器,提高了电机力矩到方向盘转角响应带宽;补偿控制环路根据外层横向运动控制器所产生的期望前轮转角,计算期望方向盘转角。实验和仿真结果表明,双环路控制策略保证了方向盘转角良好的跟随性以及与前轮转角之间一一对应关系。(3)提出了模糊神经网络模型参考自适应的目标前轮转角跟踪控制策略。将参考模型输出的期望前轮转角与实际前轮转角的差和转角差的变化率经模糊神经网络控制器作用于EHCPS系统。实验和仿真结果表明,目标前轮转角跟踪控制策略保证了良好的跟踪性,并且具有一定的抗干扰能力。(4)设计了商用车横向自动循迹控制器。建立了具有横摆和横向运动的二自由度车辆控制模型,基于模型预测控制方法设计了商用车横向自动循迹控制器。仿真结果表明,车辆在所设计的横向自动循迹控制器下具有良好的路径跟踪性能。(5)提出了商用车横向嵌套运动控制策略。将商用车EHCPS系统内层目标转角跟踪控制器和外层横向自动循迹控制器相结合,提出了商用车横向嵌套运动控制策略。双移线工况仿真结果表明,横向嵌套运动控制策略提高了商用车横向位置跟踪精度,加快了EHCPS系统闭环控制响应横向运动控制器的速度。本研究建立了EHCPS系统动力学模型,提出了内层目标转角跟踪控制策略和外层横向自动循迹控制策略,进行了内外层横向嵌套运动控制研究,为提高车辆行驶安全性和实现商用车自动驾驶,提供了支撑。