外文翻譯---關(guān)于非線性整合控制的四輪轉(zhuǎn)向裝置和四輪扭矩車輛處理技術(shù)的發(fā)展 中文.doc

1關(guān)于非線性整合控制的四輪轉(zhuǎn)向裝置和四輪扭矩車輛處理技術(shù)的發(fā)展ShinichiroHoriuchi!,KazuyukiOkada!,ShinyaNohtomi謝新譯摘要：這篇文章介紹的是一個(gè)四輪轉(zhuǎn)向裝置和四輪扭矩的整體非線性控制系統(tǒng)。這種持續(xù)的非線性預(yù)示的系統(tǒng)被應(yīng)用于控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。這種四輪轉(zhuǎn)向裝置和每個(gè)輪子的扭矩協(xié)調(diào)的優(yōu)點(diǎn)通過計(jì)算機(jī)模擬顯示出來(lái)。被帶入到模擬中的駕駛力學(xué)敘述也被實(shí)施。模擬的結(jié)果表示在被提議的非線性控制系統(tǒng)中那個(gè)車輛可操作性和安全性在條件受限制的情況下得到顯著改良!1999年版權(quán)歸日本公司和Elsevier科學(xué)B.V.的汽車工程協(xié)會(huì)所有。1.介紹在車輛設(shè)計(jì)中,底盤控制系統(tǒng)有向復(fù)雜轉(zhuǎn)變的趨勢(shì)。底盤控制系統(tǒng)的三個(gè)主要部分是:側(cè)部控制,垂直控制和縱觀控制.這些系統(tǒng)是獨(dú)立發(fā)展的去改善操縱,乘坐舒適性和附著摩擦/最好剎車性能來(lái)減輕駕駛的工作量。在他們之中,有效的四輪轉(zhuǎn)向裝置系統(tǒng)的提高符合車輛轉(zhuǎn)向能力及前后輪轉(zhuǎn)向裝置的相關(guān)法規(guī)。這樣的轉(zhuǎn)向裝置控制系統(tǒng),通過車輛動(dòng)力學(xué)的線模型描述,使得改善側(cè)面的穩(wěn)定和操縱性能變成可能1。然而,當(dāng)輪帶接近附著力和側(cè)面受力的非線性特性的極限的時(shí)候,四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)變的不怎么有效。另一方面，在一個(gè)近的界限范圍中,剎車和附著摩擦控制系統(tǒng)是有效的2。由于4輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和輪子轉(zhuǎn)力矩控制系統(tǒng)的適當(dāng)協(xié)調(diào),即使當(dāng)?shù)缆非闆r是不怎么樣的時(shí)候,車輛操作的巨大進(jìn)步也可以實(shí)現(xiàn)3。在4WS和directyawmomentcontrol(DYC)已經(jīng)考慮到了。在這一項(xiàng)研究中,線性4WS控制器,一個(gè)獨(dú)立設(shè)計(jì)的DYC控制器已被使用。4線性模型相配理論和LQ控制理論被應(yīng)用到整合控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中。Yu和Moskwa5計(jì)劃了一個(gè)整合的控制系統(tǒng),這個(gè)理論是從使用回應(yīng)線性化技術(shù)和滑模態(tài)控制理論中來(lái)的?；貞?yīng)線性化方式在控制浸透之前的控制決定方面遇到困難,回應(yīng)線性化在一個(gè)如此情形中不容易成功。而且,系統(tǒng)非線性的精確知識(shí)是對(duì)控制器的需要而設(shè)計(jì)；如此強(qiáng)健控制系統(tǒng)需要實(shí)際的關(guān)心。這一章說的是非線性控制系統(tǒng)的一個(gè)新設(shè)計(jì)方法,即整合四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制和四輪轉(zhuǎn)力矩控制。這個(gè)目的即控制運(yùn)算法則是協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)向裝置和剎車系統(tǒng)來(lái)改善車輛穩(wěn)定和操縱性能。連續(xù)時(shí)間非線預(yù)言性控制的理論(NLPC)6,7被用于設(shè)計(jì)那些整合控制系統(tǒng)。這種學(xué)說是系統(tǒng)的,是容易應(yīng)用的,2而且是明確地控制浸透。結(jié)果顯示,四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和個(gè)別的轉(zhuǎn)力矩控制的優(yōu)點(diǎn)可能顯現(xiàn)出來(lái)。2.車輛系統(tǒng)模型2.1.車輛動(dòng)力學(xué)模型圖1平面車輛模型圖1中描述的是應(yīng)用于控制器設(shè)計(jì)的自由模型的7度。在這張圖中,縱觀的和側(cè)面的輪帶摩擦力分別用Fxi和Fyi(i=1,4)來(lái)表示?？v觀的和側(cè)面的輪帶摩擦力分別用Fxi和Fyi(i1,2,4)來(lái)表示。外部沿著車輛x和y軸受力為Fx和Fy,N被假定單獨(dú)地在輪帶和道路之間產(chǎn)生的摩擦力。這一個(gè)模型的運(yùn)動(dòng)基本相等源自下列各項(xiàng):縱觀的運(yùn)動(dòng):側(cè)部運(yùn)動(dòng):偏離運(yùn)動(dòng):在每輪子Fzi上的垂直負(fù)荷是空車重量和動(dòng)態(tài)的重量移動(dòng)以縱觀的和側(cè)面的速度聯(lián)合作用力。經(jīng)過車輛卷物運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生正常的荷載產(chǎn)生側(cè)面加速度的時(shí)候,經(jīng)過車輛扎牢模態(tài)縱觀的加速度影響正常的荷載。雖然程度和卷物運(yùn)動(dòng)是不包括在車輛模型中,但在常態(tài)上的他們影響輪帶受力,各項(xiàng)解釋如下:Fzf0和Fzr0分別是對(duì)于前面和后車輪靜態(tài)的重量,hg是地心引力的中心高度,和是前面的/后面的旋轉(zhuǎn)堅(jiān)硬分配,而且是前面的/后面的旋轉(zhuǎn)中心高度。輪帶-道路交互作用的動(dòng)力學(xué)是依賴的在側(cè)面的和縱觀的輪子滑動(dòng)。圖2中顯3圖2.側(cè)滑角圖1.平面的車輛模型和轉(zhuǎn)向角度示的是側(cè)部滑動(dòng)和輪子側(cè)滑角的定義。計(jì)算每個(gè)輪子的輪子側(cè)滑角bi(i=1,2,4):當(dāng)平行于垂直的車輪中心面,下面給出的的是輪子中心的速度ui:轉(zhuǎn)向角度和是通過單個(gè)第一的次序動(dòng)力學(xué)落后系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向裝置引動(dòng)器中得到的，和是時(shí)間常數(shù)。當(dāng)R和是有效的半徑和輪子分別旋轉(zhuǎn)的角速度的時(shí)候，縱觀的輪子滑移si被定義。每個(gè)輪子的運(yùn)動(dòng)相等,如下:是在每個(gè)輪子上的轉(zhuǎn)力矩和是輪子的旋轉(zhuǎn)慣性。聯(lián)合上述的相等，整個(gè)非線性車輛模型,包括車輛平面運(yùn)動(dòng),輪子動(dòng)力學(xué)和轉(zhuǎn)向裝置引動(dòng)器動(dòng)力學(xué),寫做：4表現(xiàn)車輛部件，fu和tu分別指的是前后車輪轉(zhuǎn)向角度。上述的相等定義了一個(gè)六輸入和9部分的線性車輛動(dòng)力學(xué)。2.2.輪帶模型輪帶模型起源于用于控制器設(shè)計(jì)單一化Dugof