主动四轮转向汽车最优控制及闭环操纵性仿真

鉴于汽车正常情况下都运行在侧向加速度较小的线性工作区域,对基于线控技术的主动四轮转向汽车进行了前、后轮转角最优跟随控制器的设计和算法推导,建立了"人-车-路"闭环操纵系统模型,并进行闭环系统仿真和安全性评价。结果表明:基于最优控制的主动四轮转向汽车同时实现了减小车身质心侧偏角与跟踪期望横摆角速度的控制目标,改善了车辆高速行驶下的转向响应特性;相对于传统前轮转向汽车与比例控制四轮转向汽车,基于最优控制的主动四轮转向汽车具有更好的路径跟随精度和主动安全性。

基于LMI的H_∞控制在四轮主动转向系统中的应用

针对汽车在转向过程中受到不确定干扰因素的影响,导致四轮主动转向系统的建模不准确,降低了控制系统的鲁棒性问题。应用H∞鲁棒控制理论设计了一种最优H∞反馈控制器,以提高系统的抗干扰能力。在基于干扰的汽车二自由度模型上,分析了四轮主动转向系统的工作原理。设计了四轮主动转向H∞反馈控制系统,然后将其闭环系统控制方程组转化为线性矩阵不等式(LMI)的表示方式,通过求解这个矩阵不等式可得到最优H∞控制器。经过MATLAB仿真结果表明,所设计的控制器能够在不到0.1s内使汽车的质心侧偏角收敛于0,横摆角速度在0.2s内收敛于0。其控制输出的效果明显优于传统四轮转向系统。