【摘 要】
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随着工业化和信息化的深度融合,汽车产业正朝着智能化、电动化的方向快速发展。汽车行业发展的趋势就是汽车的自动驾驶技术,其中线控转向系统作为自动驾驶技术关键的组成部分,能够有效提升汽车操纵稳定性、驾驶舒适性以及主动安全性,愈发成为人们关注和研究的重点。线控转向系统在结构上去除了方向盘到转向前轮的机械连接装置,汽车的转向以及路感反馈完全由电控单元通过控制转向电机和反馈电机来完成,因此设计一种鲁棒性强,跟
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随着工业化和信息化的深度融合,汽车产业正朝着智能化、电动化的方向快速发展。汽车行业发展的趋势就是汽车的自动驾驶技术,其中线控转向系统作为自动驾驶技术关键的组成部分,能够有效提升汽车操纵稳定性、驾驶舒适性以及主动安全性,愈发成为人们关注和研究的重点。线控转向系统在结构上去除了方向盘到转向前轮的机械连接装置,汽车的转向以及路感反馈完全由电控单元通过控制转向电机和反馈电机来完成,因此设计一种鲁棒性强,跟踪精度高的控制策略,是保障线控转向系统稳定运行的关键。根据滑模控制在非线性控制中具有良好的控制性能且具有较强的鲁棒性,本文基于滑模控制理论和扰动观测器技术,对汽车线控转向系统控制策略进行了如下研究:(1)分析了汽车线控转向系统的工作原理和结构组成,建立了线控转向系统的二阶动力学模型。针对系统中存在参数摄动以及外界扰动,建立了线控转向系统的集总不确定性数学模型。(2)针对线控转向系统对控制性能要求,设计了快速终端滑模控制策略,保证了线控转向系统转向前轮精确、快速地跟踪方向盘转角;从离散时间的角度设计控制器,可以与数字处理器保持一致性并实现定量控制的性能,本文将线控转向系统的模型进行离散化,同时设计了离散快速终端滑模控制策略;针对系统参数摄动及外界扰动带来的影响,设计了非线性扰动观测器来估计并补偿系统的集总扰动,从而进一步提高了系统的跟踪精度以及鲁棒性。(3)根据车辆实际行驶过程中的转向行为,分别从连续时间和离散时间两种控制策略进行了多组对比仿真研究。仿真结果表明,对比传统的线性滑模以及快速终端滑模控制,本文提出的基于非线性扰动观测器技术的离散快速终端滑模不仅能够实现快速、精确的跟踪性能,而且表现出更强的鲁棒性和稳定性。
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