主動前輪轉向系統模型和控制器的設計與評估

主動前輪轉向系統模型和控制器的設計與評估

主動前輪轉向系統是BMW公司開發的用于乘用車的新轉向技術，可實現電子控制轉角和駕駛員轉動轉向盤轉角的疊加，優點是轉向盤和轉向輪之間的機械連接還存在，增強了系統的穩定性。

開發了主動前輪轉向模型和控制器，以確保汽車的響應符合駕駛員的意圖，同時防止汽車進入失穩狀態。主動前輪轉向可以通過干預前輪轉角改善汽車的響應。提出的主動前輪轉向模型基于4個部分，每個子系統都可以用一系列的微分方程來表示。該模型可以通過改變轉向傳動比模擬轉向助力功能。同時，根據主動前輪轉向模型開發了滑模控制算法，提高了車輛運動學的穩定性，使得橫擺角速度與參考值保持一致。

此外，提出了基于該模型的集成動態控制算法，該方法用來驗證集成制動系統后主動前輪轉向的性能，其包含了主動前輪轉向和后輪的直接橫擺力矩控制。模型和控制器在不同駕駛條件下進行了測試，包括濕的柏油路面、雨雪覆蓋的路面、不同附著系數的路面。

試驗結果表明，主動前輪轉向系統可以實現良好的助力轉向功能，在運動穩定性方面也有良好的表現；控制器的控制效果也令人滿意，在不同附著系數的路面上車輛能夠保持直線行駛。

Jeonghoon Song.SAE 2014-01-2000.

編譯：白洪濤