电动汽车论文：基于视觉的四轮驱动电动汽车转向控制方法研究.doc

电动汽车论文：基于视觉的四轮驱动电动汽车转向控制方法研究

【中文摘要】节能、环保及安全是现代汽车工业发展三大主题。面临21世纪能源及环境问题的严峻挑战，世界各国均将车辆节能、环保作为重要研究方向。其中，电动汽车是最受关注领域之一。与此同时，车辆安全性亦备受关注，而车辆操纵稳定性是其安全性重要内容之一。为改善车辆操纵稳定性，四轮转向技术被应用到车辆转向系统中，该技术能够提高车辆低速时的机动灵活性，改善高速时的操纵稳定性。随着科学技术发展，机器视觉及各种新控制方法亦被应用于车辆上，以提高车辆行驶时的安全性。本文将机器视觉技术和四轮转向技术相结合，运用视觉信息实现四轮转向车辆前后轮转角分配，并对此种车辆进行仿真建模及分析，验证本文所用方法的有效性。首先，介绍机器视觉技术中所用到的硬件设备及其与四轮转向技术结合后的运行原理。在引入车辆及轮胎标准坐标系基础上，建立四轮转向车辆二自由度动力学模型，并对其稳态响应及瞬态响应进行分析，为仿真模型建立及仿真结果分析奠定基础。其次，设计车辆控制方法。本文将机器视觉获取的信息融入前馈控制器设计之中，保证车辆质心侧偏角较小且满足一定不足转向特性，并运用最优控制理论设计反馈控制器，实现对整车控制。最后，建立整车仿真模型，对本文设计的前后轮转角分配方法及控制器进行仿真分析和验证。同时，将本文所用方法应用于不同转向方式车辆，进行仿真分析及结果比较。
【英文摘要】Energy-saving,environmentalprotectionandsafetyarethethreemainthemesofthemodernautomobileindustry.Facingtheseriousenergyandenvironmentalchallengeofthe21stcentury,vehiclesenergy-saving,environmentalprotectionareanimportantresearchdirectionworldwide.Theelectricautomobileisoneofthemostpopularareasofconcern.Four-wheelsteeringtechnologyhasbeenappliedtothevehiclesteeringsystem,ino-rdertoimprovevehiclehandlingstability,thetechnologycanimprovethevehiclemaneu-veringflexibilityatlow-speed,improvehandlingandstabilityathigh-speed.Thetextcombinedmachinevisi-onandfour-wheelsteering,usingvisualinformationtoachievetheallocationofvehiclefrontandrearsteering,andtooksuchvehiclemodelingandanalysis,toverifythevalidityofthemethodsusedinthetext.Firstly,thetextintroducedoperationprinciplewhichcombinedhardwaredevicesusedinmachinevisiontechnologyandfour-wheelsteeringtechnology.Establishedtwodegreesoffour-wheelsteeringvehicledynamicsmodel,theestablishmentoftwodegreesoffreedomofthefour-wheelsteeringvehicledynamicsmodel,andanalyzeditssteady-stateandtransientresponse,laythefoundationforestablishingthesimulationmodel,andanalyzingthesimulationresultsSecondly,thetextdesignedvehiclecontrolmethod.Itputinformationobtainedbythemachinevisionintothedesignofthefeedforwardcontrollertoensurethatthevehiclesideslipanglewassmallandmetcertainundersteercharacteristics,usingoptimalcontroltheorytodesignfeedbackcontrollerstoa