基于ADAMS与MATLAB/Simulink的四轮转向车辆建模与模糊控制研究

摘要

四轮转向是汽车研究与应用领域的新技术,与传统的前轮转向汽车相比的优越性表现在:低速时减小转弯半径,提高了汽车灵活性;高速时减小车辆转弯时甩尾、换道时产生大的摆动的可能性。四轮转向技术大大提高了汽车的主动安全性和操纵稳定性。
　　 本文对四轮转向技术的控制方法和虚拟环境下的仿真进行研究,主要内容如下:
　　 首先阐述了4WS汽车转向原理和特性,并对4WS的转向过程进行了研究,分析了其在高速和低速下的转向特性,得出4WS的优势所在。在2WS二自由度动力学方程的基础上,对4WS二自由度和三自由度模型的动力学方程进行了推导以及仿真分析。
　　 其次,基于4WS二自由度模型的基础上应用不同的控制策略进行了仿真研究,验证得到四轮转向技术相比传统的前轮转向汽车而言,能大大提高车辆的操纵稳定性。
　　 再次,利用ADAMS/Car模块,建立了非线性四轮转向整车动力学虚拟样机模型。接着利用MATLAB的FuzzyLogicToolbox工具箱建立后轮转角的模糊控制器,并在此基础进行了ADAMS/Car和MATLAB/Simulink的联合仿真,对比2WS虚拟样机模型,以及比例控制4WS数学模型,比例控制与横摆角速度反馈联合控制4WS虚拟样机,得出模糊控制下的4WS虚拟样机具有良好的鲁棒性,能很好地提高汽车的操纵稳定性能。
　　 最后对本文的研究内容和不足进行了总结,并对更进一步的研究方向进行了展望。