论文摘要
随着我国高速公路的大力兴建,高速汽车的操纵稳定性的研究日益重要。汽车四轮转向(4WS)作为一项先进的汽车主动底盘控制技术,其主要目的是增强汽车在高速行驶时的操纵稳定性,改善横摆角速度和质心侧偏角等瞬态响应指标,低速转弯时减小转弯半径,提高汽车操纵灵活性。本文介绍了4WS汽车的基本原理及其优点,分析了汽车四轮转向控制方法的研究状况和发展趋势。从仿真技术发展的角度,指出以往4WS汽车研究存在的问题以及本文采用虚拟样机联合仿真技术的意义。为建立整车虚拟样机模型,系统地研究了虚拟样机技术设计数字化模型理论,阐述了多体系统动力学软件MSC.ADAMS的动力学理论和计算方法。通过研究专业汽车模块ADAMS/Car在模板中建立子系统的关键步骤和信息连接器的使用,利用ADAMS/CAR里某前轮转向样车模型,改装建立了包括悬架系统、转向系统、非线性轮胎模型以及车身等在内的4WS整车模型。提出了一种模糊自适应PID控制器及其设计方法。模糊PID控制器的设计分为相对独立的两步进行,设计方法简单,便于工程应用。仿真结果表明,与不加控制的四轮转向车辆比较,模糊PID控制系统鲁棒性大为提高,超调量大大减小,较好地解决了快速性与小超调之间的矛盾。使用ADAMS、Matlab/Simulink进行联合仿真,控制方法采用模糊PID,分别对二轮转向、普通的比例四轮转向、加上控制的四轮转向进行了角阶跃输入联合仿真,得到较满意的结果。为研究四轮转向汽车的运动提供了快捷和方便的方法,为加快开发4WS物理样车提供了一定的理论依据。
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摘要Abstract第1章 绪论1.1 四轮转向研究的目的和意义1.2 四轮转向技术的发展与现状1.3 四轮转向系统的发展动态1.4 四轮转向车辆系统仿真技术的发展1.5 本课题研究的目的和意义及应用前景1.6 本课题的研究构想与思路及主要内容第2章 虚拟样机技术的多体系统动力学理论2.1 虚拟样机技术基本概念2.2 多体系统动力学仿真软件应用2.3 ADAMS的分析和计算方法2.3.1 广义坐标选择2.3.2 动力学方程的建立2.3.3 动力学分析2.3.4 运动学分析2.4 本章小结第3章 四轮转向汽车的非线性模型及其动力方程3.1 运动方程3.1.1 基本坐标系3.1.2 基本方程3.1.3 惯性力矩3.1.4 轮胎力模型3.1.5 轮胎的运动及其法向载荷3.2 平衡方程3.3 本章小结第4章 4WS整车建模4.1 ADAMS/CAR建模4.2 信息连接器4.2.1 信息连接器类型4.2.2 信息连接器作用4.2.3 信息连接器命名4.2.4 装配时信息连接器匹配4.2.5 信息连接器与测试台（Test Rigs）间匹配4.3 4WS整车模型的建立4.3.1 悬架模型4.3.2 转向系统模型4.3.3 轮胎模型4.3.4 路面模型4.3.5 车身模型4.3.6 整车模型4.4 本章小结第5章 4WS控制策略5.1 横摆率跟踪控制5.2 4WS车辆的控制策略5.3 本文仿真所用模型参数5.4 横摆率跟踪多状态控制方式特点5.5 本章小结第6章 模糊控制概述6.1 引言6.2 模糊控制的发展6.2.1 模糊控制产生的历史背景6.2.2 模糊控制系统的产生6.3 模糊控制器设计方法6.4 模糊控制器的特点6.5 模糊PID控制器的基本形式6.5.1 增益调整型（Gain-scheduling）模糊PID控制器6.5.2 直接控制量型（Direct-action）模糊PID控制器6.5.3 混合型（Hybrid）模糊控制器6.6 模糊控制展望6.7 本章小结第7章 FUZZY-PID控制器的设计7.1 引言7.2 控制系统的建模及实现方案7.3 模糊PID控制器的设计7.3.1 模糊控制器的算法设计7.3.2 PID参数对系统性能的影响7.3.3 PID参数的专家整定知识的描述7.4 模糊控制器的编辑7.5 利用Simulink对控制系统仿真7.6 本章小结第8章 4WS整车动力学联合仿真及结果分析8.1 确定ADAMS输入输出8.1.1 定义ADAMS/Controls模块的输入输出8.2 构建MATLAB/Simulink控制系统8.2.1 控制算法简述8.2.2 控制系统建模8.2.3 仿真参数设置8.3 角阶跃输入运动仿真8.4 仿真结果分析8.5 本章小结第9章 总结与展望参考文献致谢
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标签：四轮转向论文; 虚拟样机论文; 模糊控制论文; 联合仿真论文;
基于ADAMS、Matlab/Simulink四轮转向汽车联合仿真分析
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