四轮独立转向汽车转向控制器线性优化设计

摘要

建立以四轮侧偏角为输入的四轮独立转向车辆二自由度动力学模型.以四轮侧偏角绝对值之和为最小值,构建包含前馈和反馈控制的性能指标函数.根据动力学模型静态表达式和理想横摆角速度,获得前馈控制约束条件.建立车辆控制模型和理想跟踪模型,获得反馈控制约束.利用优化理论进行控制器求解,并进行仿真分析,讨论了车辆横摆转矩的选取与作用.建立人-车-路闭环仿真模型,进行模拟道路实验和实车低速跟踪实验,验证了控制器可根据路面附着情况分配各轮转角,充分利用路面附着条件,保证轮胎侧偏角处于较好附着区域.实验表明,控制器具有良好的跟踪性和鲁棒性,进一步提高了车辆的操纵稳定性.