车辆稳定控制中的合力计算与分配

控制地面作用于车辆的纵侧向合力与横摆转矩并将其分配到4个车轮,是车辆平面运动稳定控制的方法之一.路面的附着极限决定了合力与横摆转矩的可行域,是该方法的约束条件.本文分析了轮胎的受力特点,在摩擦椭圆理论的基础上,给出了简化的纵侧向力耦合关系.利用非线性规划方法和大量的数值计算,解决纵向合力与横摆转矩可行域的实时估计问题.构造了一种控制结构,外环控制器计算可行的纵向合力与横摆转矩;内环控制器首先将纵向合力优化分配到4个车轮,然后通过调节前轮转角使横摆转矩跟踪期望值.仿真结果表明,采用本文提出的方法对车辆进行控制,能够实现横摆角速度的快速准确跟踪,并使车辆具有良好的操纵稳定性.

主动前轮转向与直接横摆力矩集成控制算法

针对汽车主动前轮转向(AFS)与直接横摆力矩(DYC)协调控制问题,提出了一种基于模型预测控制的集成控制算法。该算法采用分层集成控制结构,设计了模型预测控制器,研究了二次规划轮胎力分配法,并通过仿真实验对算法进行验证。结果表明:控制算法能够提高车辆的稳定性,具有可行性;采用二次规划轮胎力分配法相对于单轮制动轮胎力分配法可扩大稳定性控制范围。

6×6滑动转向电驱动无人车运动控制

针对6×6滑动转向电驱动无人车,提出了一种运动控制算法,该算法包含3部分:速度PI控制器跟踪期望的车速,角速度滑模控制器计算车辆转弯所需要的转弯扭矩;轮胎纵向力最优分配控制器根据输入的纵向牵引力和转弯扭矩,计算分配单个轮胎所需要的纵向力,使轮胎利用率达到最小。建立了车辆的动力学和运动学模型,并对算法进行了仿真验证,仿真结果表明了算法的有效性。

基于避撞轨迹跟踪的车辆稳定性控制仿真研究

以四轮独立制动且前轮转向的车辆作为研究对象,运用模型预测轨迹跟踪控制方法跟踪五次多项式避撞轨迹,同时运用线性二次型调节器(LQR)方法确定期望附加横摆力矩,进而运用轮胎力优化分配方法对制动力进行分配,最终实现避撞轨迹跟踪过程的汽车稳定性控制。仿真结果表明,在较低附着系数路面,增加汽车横摆力矩控制有效提升了车辆在避撞轨迹跟踪过程中的稳定性,并缩短轨迹跟踪调整时间,使车辆能够更快地到达期望轨迹。