四轮转向汽车后轮转角控制因子控制效果研究
四轮转向汽车的动特性及其鲁棒控制研究的开题报告
四轮转向汽车的动特性及其鲁棒控制研究的开题报告一、研究背景和意义随着汽车工业的不断发展，四轮转向技术已逐渐成为汽车控制技术领域的研究热点。
四轮转向技术是一种能够增加汽车操控性和行驶稳定性的新技术，广泛应用于高端汽车中，如豪华轿车、跑车等。
四轮转向技术能够改善汽车的动态特性，提高车辆的灵活性、操控性和稳定性，因而对于提升汽车性能、提高驾驶舒适性和增加行驶安全具有重要意义。
在四轮转向汽车的动特性方面，目前的研究主要集中在仿真和实验两个方面。
在实验方面，通过搭建四轮转向汽车并进行实际测试，获取汽车运动学参数和控制系统数据，从而研究四轮转向汽车的行驶特性及其控制问题。
在仿真方面，应用虚拟仿真技术模拟不同环境下的车辆行驶情况，并进行控制算法的仿真验证，以提高四轮转向汽车控制算法的鲁棒性和性能。
基于此，本文将主要从四轮转向汽车的动特性及其鲁棒控制两个方面进行研究。
二、研究内容和方法（一）四轮转向汽车的动特性研究1、四轮转向汽车运动学模型的建立2、四轮转向汽车的行驶稳定性分析3、四轮转向汽车的操控性能评价（二）四轮转向汽车的鲁棒控制研究1、四轮转向汽车的控制系统设计2、四轮转向汽车控制策略的设计3、四轮转向汽车控制算法的仿真和实验验证研究方法主要包括理论分析和仿真验证。
通过搭建四轮转向汽车并进行测试实验，获取实际数据以验证理论分析的正确性。
运用MATLAB/Simulink等仿真软件，完成四轮转向汽车动力学仿真分析，优化控制策略，提高控制性能。
三、研究预期成果本文预期实现以下研究成果：1、建立四轮转向汽车的动力学模型，分析四轮转向汽车的动特性。
2、分析四轮转向汽车的行驶稳定性和操控性能，并进行评价。
3、设计四轮转向汽车的控制系统，并优化控制策略，提高车辆控制性能。
4、通过仿真和实验验证四轮转向汽车控制算法的鲁棒性和性能。
四、研究进度安排本文研究预计工作时间为一年。
研究进度安排如下：第1-2个月：文献综述，熟悉四轮转向汽车的相关技术和研究成果。
汽车四轮转向动力学分析及研究
汽车四轮转向动力学分析及研究摘要:本文通过对既有的四轮转向技术的研究成果进行分析,并通过有限元分析部分参数对四轮转向稳定性的影响,得出一些对现实有一定指导意义的结论。
关键词:四轮转向控制动力学研究1、概述四轮转向的含意是指汽车转向时,除了通常的前轮转向之外,再附加相应的后轮转向。
可以认为,四轮转向汽车具有传统的前轮转向汽车无法比拟的优越性,这集中表现在以下几个方面:①采用四轮转向技术的汽车中高速行驶时具有较好的稳定性;②采用四轮转向技术的汽车转弯时车身具有较小的摆尾和侧滑,有效地改善了汽车的转向响应特性;③汽车低速行驶时转弯半径较小,提高了汽车的转向机动性;④四轮转向汽车采用逆相位转向方式时,车体质心所受到的横向力较小,汽车横向加速度较小;⑤汽车采用同相位转向方式时,横摆角速度增长较慢,汽车响应时间较长,过摆量减少,反应时间减少,有利于汽车中高速行驶时安全性;⑥与传统的前轮转向汽车相比,司机驾驶四轮转向汽车时能够更容易地控制汽车的运动姿态。
目前四轮转向其在汽车领域的发展趋势主要表现在以下两方面:(1)向小型化方向发展,(2)提高行驶状况的控制性能。
2、汽车转向控制方法2.1传统控制方法对四轮转向理论及应用的全面研究开始于80年代初期,主要的研究对象是汽车上的转向,瞄准的目标是减小汽车质心处的侧偏角,以便减小侧向加速度与横摆角速度之间的相位差。
早期的四轮转向的控制形式主要有以下几种:(1)前馈型四轮转向。
由于前后轮转角的输入在一定程度上减轻了横摆角速度与侧向加速度的藕合程度,研究发现在保持横摆角速度响应不变的情况下,前后轮同向转动可以减小侧向加速度的滞后相位。
(2)反馈型四轮转向。
反馈型四轮转向系统的后轮转角大小取决于汽车的运行参数,其特点是响应快,能有效地减小外界干扰的影响。
(3)全反馈四轮转向。
全反馈四轮转向即由控制器根据方向盘的指令主动控制前后轮转向,这种控制方案的特点是可同时独立地控制两个状态变量(横摆角速度与车体侧偏角)。
四轮转向车辆的后轮转向控制策略浅析
四轮转向车辆的后轮转向控制策略浅析摘要：文章分析了四轮转向车辆的后轮转向原理及控制策略，四轮转向车辆在低速转向时前后轮处于反向转动状态，能够有效地减小转弯半径，从而提高低速运转的随动性和泊车敏捷性；当处于高速转状态，车辆会通过前后轮同向转动降低侧滑概率，有效地改善高速行驶过程中稳定性和安全性。
因此进行四轮转向车辆后轮转向控制技术研究具有重要的意义。
关键词：四轮转向；后轮转向；控制策略汽车从面世以来，前轮转向一直就是主要的转向方式，由于是前轮转向后轮随动方式，当转向盘转动时前轮会在转向机构带动下转向，这时车体就会在横向反力影响下出现横摆，从而产生离心力，后轮和车体会产生夹角，所以后轮运动方向也会发生改变。
为了确保车轮可以滚动运动，车辆要四个车轮围绕同一中心旋转。
由于后轮不会主动转向所以车身旋转中心都处于后轴位置，当汽车低速行驶时转弯灵敏度就会差。
随着车速的不断提高，车身和行车方向间夹角也会在一定程度上增大，所以车辆稳定性就会降低。
随着城市的不断发展，城市内的车辆不断增多，在这样的情况下车辆掉头和泊车的空间越来越小，这很大程度地增加了车辆使用难度。
尤其是在高速驾驶过程中，不仅对车辆稳定性和操纵性有较高要求，同时还对车辆的安全性有较高要求。
为了降低高速行驶过程中出现甩尾和侧滑现象，应当探索如何提高高速车辆控制稳定性。
四轮转向技术的出现，有效地提供了解决上述问题的方法。
1四轮转向车辆的特征1.1转向理论为了减小汽车在行驶过程中的行驶阻力和轮胎磨损，设计时追求阿克曼转向定理的基本要求，即不存在滑移情况，四个车轮要围绕同一中心转动。
首先，在低速转向时：在低速转向时前后轮处于逆相转向状态，车辆旋转中心接近车体中心部位，四轮车辆的转弯半径较小，提高了低速转向的灵活性，这样才能降低狭小空间掉头、停车难度。
其次，高速转向。
在车辆处于高速直线行驶状态时，普通车辆转向都是围绕质心在转动，车速越高那么车体方向和原行驶方向之间的夹角就会增大，这时就会出现失稳情况。
汽车四轮转向模式及智能控制技术研究的开题报告
汽车四轮转向模式及智能控制技术研究的开题报告
一、题目：
汽车四轮转向模式及智能控制技术研究
二、选题背景：
随着人们生活水平的提高，汽车已成为现代人日常生活中不可或缺的交通工具。
但是，传统的前轮转向方式已经不能满足人们对于行车安全、稳定性等方面的要求。
因此，四轮转向技术应运而生。
四轮转向技术能够提高汽车的行驶稳定性、操控性和
安全性等，是汽车发展和市场需求的必然趋势。
同时，随着智能驾驶技术的不断发展，四轮转向技术也必须与之相配合，才能实现更加安全、智能、舒适的驾驶体验。
三、研究内容：
本文将对四轮转向技术进行深入研究，主要包括以下几个方面：
1. 四轮转向技术的原理和分类：介绍四轮转向技术的原理、分类以及各自的优缺点。
2. 智能控制系统：研究基于模糊控制、神经网络控制等技术的智能控制系统，优化对四轮转向系统的控制，提高行驶安全和稳定性。
3.四轮转向系统的结构设计：研究四轮转向系统的整体结构设计，包括转向机构、传动系统和控制系统等方面。
4.仿真和实验验证：通过建立四轮转向系统的仿真模型和实际测试验证，评估所设计的四轮转向系统的性能和可行性。
四、研究意义：
本文旨在研究四轮转向技术的原理、分类和智能控制技术等方面，为汽车行驶安全和稳定性做出贡献。
通过本文的研究，将有助于提高汽车行驶的安全性和稳定性，
减少交通事故的发生。
另一方面，本文的研究成果对于汽车制造企业的技术提升和汽
车驾驶者的舒适度和安全性都有很好的普及价值。
同时，也为相关领域的研究提供了
有益的参考和借鉴。
四轮转向汽车最优转向控制研究
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔｏ ｓ ｕ ｆ ｆ ｉ ｃ ｉ ｅ ｎ ｔ ｌ ｙ ｕ ｔ ｉ ｌ ｉ ｚ ｅ ｔ ｈ ｅ ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｔ ａ ｇ ｅ ｓ ｏ ｆ ｆ ｏ ｕ ｒ － ｗｈ ｅ ｅ ｌ ｓ ｔ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ（ ４ ＷＳ ）ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｉ ｎ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｈ ａ ｎ ｄ ｌ ｅ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ
工 具 ，对所 提 出的后 轮 转 向 最优 控 制 方 法 进 行 仿 真 。仿 真 结 果 表 明 ： 所 设 计 的后 轮 转 角 最 优 控 制 器 改 善 汽
车转 向 的 瞬 态 与稳 态 响 应 特 性 ， 其 瞬 态 响 应 的超 调 量 减 少 ， 稳 定 时 间缩 短 ；侧 向 滑 移 的稳 态 值 有 所 降 低 ，
ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｆ ｅ ｅ ｄ ｆ ｏ ｒ ｗａ ｒ ｄ ｏ ｆ ｆ ｒ ｏ ｎ ｔ ｗｈ ｅ ｅ ｌ ａ ｎ ｄ ｆ ｅ ｅ ｄ ｂ ａ ｃ ｋ ｏ ｆ ｓ ｔ ａ ｔ ｅ ｓ ．Ｂ ｙ ｍｅ ａ ｎ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ ｔ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ ｔ ｈ ｉ ｓ ｒ ｅ ａ ｒ ｗｈ ｅ ｅ ｌ ｓ ｔ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ｏ ｐ — ｔ ｉ ｍａ ｌ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ １ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ．Ｔｈ ｅ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｅ ｒ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ ｆ ｏ ｒ ｒ ｅ ａ ｒ ｗｈ ｅ ｅ １ ｓ ｔ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ｃ ａ ｎ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｔ ｈ ｅ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｉ ｅ ｎ ｔ ａ ｎ ｄ ｓ ｔ ｅ ａ ｄ ｙ ｓ ｔ ａ ｔ ｅ ｒ ｅ ｓ ｐ ｏ ｎ ｓ ｅ ，ｔ ｈ ｅ ｏ ｖ ｅ ｒ ｓ ｈ ｏ ｏ ｔ ｉ ｓ ｄ ｅ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｓ ｅ ｔ ｔ ｌ ｉ ｎ ｇ ｔ ｉ ｍｅ ｉ ｓ ｓ ｈ ｏ ｒ ｔ ａ ｎ ｉ ｎ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｉ ｅ ｎ ｔ ｓ ｔ ａ ｔ ｅ ， ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｄ ｅ ｓ ｈ ｉ ｐ ｉ Ｓ ａ ｌ ｓ ｏ ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ．Ｓ ｏ ｔ ｈ ｅ ｈ ａ ｎ ｄ ｌ ｅ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ａ ｎ ｄ ｓ ｔ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｉ Ｓ ｅ ｎ ｈ ａ ｎ ｃ ｅ ｄ ．
四轮转向汽车最优转向控制研究
四轮转向汽车最优转向控制研究作者：李辰旸罗文广来源：《计算技术与自动化》2013年第04期摘要：为了充分发挥四轮转向技术在改善汽车操纵稳定性方面的优势，对汽车转向的理想状态进行了分析，构建了理想转向模型。
依据具有二次型性能指标的最优控制理论，以汽车转向理想模型作为跟踪目标，采用基于状态反馈和前轮前馈的控制策略，对四轮转向汽车后轮转向控制规律进行了研究。
利用Matlab工具，对所提出的后轮转向最优控制方法进行了仿真。
仿真结果表明：所设计的后轮转角最优控制器改善了汽车转向的瞬态与稳态响应特性，其瞬态响应的超调量减少，稳定时间缩短；侧向滑移的稳态值有所降低，从而提高了汽车转向的操纵稳定性。
关键词：汽车；四轮转向（ 4WS）；最优控制；仿真；操纵稳定性中国分类号：U273 文献标志码：A1 引言随着现代道路交通系统和汽车技术的发展，汽车行驶的速度不断提高，高速行驶的安全问题日益突出。
汽车在高速行驶下进行车道变换、超车、弯道行驶时，减少车身侧偏，提高汽车安全性成为现代汽车亟待解决的问题。
四轮转向（4WS）作为一项有效的汽车主动安全技术近年来已有了很大的发展，一些成熟技术在高档车上已得到应用。
4WS汽车通过后轮直接参与对汽车侧向及横摆运动的控制，不仅减少了转向力产生的滞后，而且能独立地控制汽车的运动轨迹与姿态，使汽车的方向角与姿态角重合，改善了汽车高速时的操纵稳定性和低速时的机动灵活性[1]。
本文根据具有二次型性能指标的线性跟踪问题最优控制理论，基于汽车状态反馈和前轮前馈，简单介绍4WS汽车转向控制规律[2-3]。
2 4WS汽车动力学模型的建立目前有关4WS汽车的研究大部分使用包含横摆角速度和质心侧偏角的线性二自由度单轨自行车模型。
理论和试验都证明，在正常车速范围的非紧急状态（低侧向加速度）和小转向角的情况下，该模型能以较好的精度表征车辆转向的实际物理过程，基于它们设计的控制器能够正常工作[4]。
建模时作如下假设：忽略悬架系统和转向机构的影响，直接以前轮转角作为输入；不考虑加减速过渡工况，认为转向时汽车行驶速度u大小保持不变；忽略汽车的侧倾与俯仰运动，认为汽车只作平行于地面的平面运动，则汽车只有沿Y轴的侧向运动与绕Z轴的横摆运动两个自由度[5-6]。
汽车四轮转向的PID控制方法研究毕业论文设计
汽车四轮转向的PID控制方法研究毕业论文设计本科毕业设计（论文）题目汽车四轮转向的PID控制方法研究毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
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作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。
四轮转向车辆后轮转角与横摆力矩联合模糊控制
四轮转向车辆后轮转角与横摆力矩联合模糊控制王树凤;李华师【摘要】为提高车辆在极限工况下的稳定性,充分考虑悬架、转向系统以及轮胎等部件的非线性,运用多体动力学仿真分析软件ADAMS/Car建立了四轮转向车辆的虚拟样机模型.确定了质心侧偏角和横摆角速度具有理想输出响应的控制目标.针对车辆的非线性,提出了后轮转角与横摆力矩联合控制的模糊控制策略,并设计了对应的非线性模糊控制系统.最后应用ADAMS/Car和Matlab/Simulink联合仿真技术,对控制系统的性能进行了仿真验证.仿真结果表明:后轮转角与横摆力矩联合模糊控制可有效防止车辆在极限转向工况下发生侧滑失稳.%In order to enhance the stability of vehicle in limited driving conditions, a virtual prototype model of four-wheel-steering vehicle which included suspension system, steering system and nonlinear characteristics of tires was established by using ADAMS/Car software. Control objectives of the best performance of side slip angle and yaw rate were settled. Aiming at the nonlinear characteristics of vehicle, an integrated fuzzy control strategy of rear steering angle and yaw moment was proposed, and a nonlinear integrated fuzzy control system was designed. Adopted the co-simulation method of ADAMS/Car and Matlab/Simulink, various simulations in limited driving conditions were carried out and the performance of the designed control system was tested. The simulation results showed that the integrated fuzzy control of rear steering angle and yaw moment could effectively avoid the instability of vehicle during critical steering process.【期刊名称】《农业机械学报》【年(卷),期】2011(042)005【总页数】6页(P14-19)【关键词】四轮转向车辆;稳定性控制;非线性;模糊控制;联合仿真【作者】王树凤;李华师【作者单位】山东理工大学交通与车辆工程学院,淄博255049;北京理工大学机械与车辆学院,北京100081【正文语种】中文【中图分类】U461.6;TP391.9引言四轮转向(four-wheel-steering,简称4WS)技术是主动底盘控制技术的重要组成部分,通过后轮直接参与对车辆侧向及横摆运动的控制,可有效改善车辆高速时的操纵稳定性和低速时的机动灵活性。
四轮转向技术的原理及应用前景浅析
四轮转向技术的原理及应用前景浅析四轮转向技术是近年来汽车技术领域的一项重要创新，它通过车辆前轮和后轮均能转向的方案，实现了更高效、更灵活的车辆操控性能。
本文将从四轮转向技术的原理、优势以及未来的应用前景三个方面对其进行具体的分析。
四轮转向技术的核心原理是通过电子控制单元（ECU）对车辆各个轮子的转向角度进行调整，以达到最佳行驶效果。
通常，四轮转向技术的实现需要将车辆尾部搭载特制的电机和转向系统，以实现后轮的转向。
而前轮的转向则可以采用传统的手动或者电子控制转向系统。
通过这种组合方式，在低速行驶时，后轮可以与前轮反向转向，以提高车辆的稳定性和转弯半径；在高速行驶时，则可以使后轮与前轮同向转向，以提高车辆的稳定性和操控性能。
二、四轮转向技术的优势1. 提高车辆操控性能：四轮转向技术可以让车辆更加灵活和敏捷。
在低速行驶时，可以通过后轮反向转向，使得车辆的转弯半径更小，从而增强车辆的敏捷度和可控性。
而在高速行驶时，后轮与前轮同向转向，则可以提高车辆的稳定性和操控性能。
2. 提高驾驶舒适性：四轮转向技术可以降低转向的力度和转向角度，减少驾乘人员的疲劳感，同时提高车辆行驶的平稳性和舒适性。
3. 提高安全性能：四轮转向技术能够提高车辆的制动和防翻车性能，从而增强驾驶人员的安全感。
目前，四轮转向技术已经成为汽车行业的热门技术之一，国内外许多汽车品牌都已经开始采用这种技术。
未来，四轮转向技术将在以下四个方面得到广泛的应用：1. 城市汽车应用：城市汽车行驶速度较低，转弯频率高，四轮转向技术可以缩小车辆转弯半径，提高车辆的敏捷性和操控性能。
2. 高速公路汽车应用：高速公路行驶速度快，需要拥有高稳定性和强制动性能，四轮转向技术可以通过后轮同向转向来提高车辆的稳定性和操控性能。
3. 跑车和超豪华车应用：四轮转向技术可以提高跑车和超豪华车的操控性能和驾驶带来的乐趣。
4. 货车和工程车应用：对于重型货车和工程车而言，四轮转向技术可以提高其可操控性和操作效率，降低工程和运输成本。
汽车四轮转向控制策略研究
摘 要 ：汽车四轮转 向较之常规 的前轮转 向可提 高汽 车的操纵稳定性 ，论文针对汽车 四轮转 向的操纵稳定性控制 问 题 ，设计 了一种 四轮转 向控 制策略，实现汽车不 同车速下 的四轮转 向控制 。确定 了二 自由度车辆转 向参考模型 ，进 行低速时前后轮转 角比例控 制，高速时根据参考模型和实车横摆角速度 、横摆角速度偏差 设计 了模糊控制器进行前 后转角控制 。应用 ＣａｒＳｉｍ 和 Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ联合仿真 ，搭建 了仿真模 型，编写 了控制算法 ，通过仿真实验对控制 策略进行 了验证 。仿真结果表明：设计的汽车 四轮转 向控制策 略使汽车 四轮转 向相对前轮转 向有效提高 了汽车 的操 纵 稳 定 性 。 关键词 ：汽车 ；四轮转 向 ；比例 控制 ；模糊控制 ；仿真验证 中图分类号 ：Ｕ４６７．３ 文献标 识码 ：Ａ 文章编号 ：１ ６７１—７９８８（２０１ ６）０１—３２—０３
作者简介 ：何浩然 ，就读 于辽 宁工业 大学 汽车与交通 学院。
其转弯半径 ，提高汽车 的操纵稳定性 ；当后轮转 向与前轮转
基金项 目：辽宁省教育厅项 目 （Ｌ２０１３２５３ ｏ
３３
汽车 实用技术
２０１６年第 １期
向相 同 时称 为 同 相位 转 向 ，适 用 于 高 速 转 向 ，提 高汽 车 的操 ＰＭ，ＰＢ｝其 中 ：ＮＢ，ＮＭ，Ｎｓ分 别 表 示 负 大 ，负 中和 负 小 ；ＺＥ表 示
ＣＬＣ ＮＯ．：１３４６７．３ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ Ｃｏｄｅ：Ａ Ａｒｔｉｃｌｅ ＩＤ：１６７１·７９８８（２０１６）０１－３２—０３
向车 辆 首 次 出现 于 ２０世 纪 ８Ｏ年 代 的 日本 。近 年 来 纷推 出了带有 四轮转 向控制系统
线控主动四轮转向汽车控制策略研究
线控主动四轮转向汽车控制策略研究随着汽车产业的快速发展，人们对汽车操控性能的要求也越来越高。
传统的两轮转向方式已经不能满足人们对操控性能的需求，因此出现了更加先进的线控主动四轮转向技术。
本文将研究线控主动四轮转向汽车的控制策略，探讨其优势和应用前景。
一、线控主动四轮转向技术概述1.1 线控主动四轮转向技术的定义和原理线控主动四轮转向技术是指通过电子系统将车辆前后轮轴进行联动控制，以实现车辆的更加灵活和稳定的转向。
该技术通过对车辆前轮和后轮转向角度的精确控制，提高了车辆的稳定性和操控性能。
1.2 线控主动四轮转向技术的分类线控主动四轮转向技术根据其控制方式可分为机械式和电子式两种。
机械式主要通过伺服系统和机械传动装置实现转向控制，而电子式则通过电子控制单元对转向系统进行精确控制。
二、线控主动四轮转向汽车的控制策略2.1 前轮转向角和后轮转向角的控制策略线控主动四轮转向汽车的一个重要控制策略是对前轮和后轮转向角的控制。
通过合理的计算和调整，可以使得前后轮的转向角度协调一致，从而提高车辆的操控性和稳定性。
2.2 转向角速度和转向角加速度的控制策略除了控制前后轮转向角度外，线控主动四轮转向汽车还需要考虑转向角速度和转向角加速度的控制。
通过对转向系统的精确控制，可以实现车辆转向角速度的快速响应和转向角加速度的平稳调整，提高车辆的转向性能。
三、线控主动四轮转向汽车的优势3.1 提高转弯性能和稳定性线控主动四轮转向技术可以将车辆前后轮的转向协调一致，使得车辆在转弯时更加平稳和灵活，提高了车辆的操控性能和稳定性。
3.2 增强驾驶安全性线控主动四轮转向汽车在高速行驶时，可以通过对转向系统的精确控制，提高车辆的稳定性，并减小了车辆的侧翻或翻滚的风险，增强了驾驶的安全性。
3.3 降低燃油消耗和减少轮胎磨损通过合理控制前后轮的转向角度，线控主动四轮转向汽车可以实现更小的转弯半径和更好的转向效率，从而减少车辆的能耗和轮胎的磨损，降低了燃油消耗和维修成本。
四轮转向车辆路径跟踪控制策略研究
一、概述四轮转向车辆是一种采用前后轮轮胎转向的车辆类型，可以提高车辆的操控性和稳定性。
路径跟踪控制是指车辆在驾驶过程中能够按照预定的路径进行行驶，使得车辆在既定的轨迹上行驶。
对四轮转向车辆路径跟踪控制策略进行研究对于提高车辆操控性非常重要。
二、四轮转向车辆的特点1. 四轮转向系统的工作原理四轮转向车辆通过同时转动前后轮，使得车辆在转弯时可以更加平稳，并提高车辆的操控性能。
2. 路径跟踪控制在四轮转向车辆上的意义对于四轮转向车辆来说，路径跟踪控制可以实现车辆按照预定的轨迹行驶，提高车辆的稳定性，并且可以减小驾驶员的操控难度。
三、四轮转向车辆路径跟踪控制的研究现状目前针对四轮转向车辆路径跟踪控制的研究已经得到了一定的进展，一些学者基于车辆动力学模型和控制理论，提出了不同的路径跟踪控制策略，并在实际的四轮转向车辆上进行了验证。
但是现阶段仍然存在许多挑战，例如在不同路况下的控制策略调节、动态性能的优化等方面尚待深入研究。
四、四轮转向车辆路径跟踪控制的关键技术与方法1. 车辆动力学建模基于车辆动力学建模，可以实现对四轮转向车辆的横向和纵向动力学特性进行描述，为路径跟踪控制策略的制定奠定基础。
2. 控制策略选择针对四轮转向车辆路径跟踪控制，可以采用模型预测控制、PID控制等不同的控制策略，对车辆进行路径跟踪控制。
3. 仿真与实验验证为了验证路径跟踪控制策略的有效性，需要进行车辆控制系统的仿真与实验验证，对路径跟踪效果进行评估。
五、四轮转向车辆路径跟踪控制策略的研究方向在未来的研究中，四轮转向车辆路径跟踪控制的研究可以从以下几个方面展开：1. 场景感知与决策结合车辆的场景感知能力和智能决策技术，实现对不同路况下的路径跟踪控制的智能化调节。
2. 优化控制算法进一步优化路径跟踪控制策略，提高车辆在复杂路况下的路径跟踪性能。
3. 车辆动力学特性研究针对四轮转向车辆的特性，深入研究其横向和纵向动力学特性，为路径跟踪控制的制定提供更加准确的模型。
简述四轮转向的功能
四轮转向是一种汽车驱动形式的演化，它相对于传统的前轮驱动和后轮驱动具有更多的优势。
本文将从功能、原理、优势和发展趋势等方面，全面深入地探讨四轮转向的特点和意义。
一、四轮转向的功能1.1 提高车辆的操控性能四轮转向可以使车辆在低速行驶时，前后轮同时转向，实现小半径转弯。
这使得车辆在城市道路、停车场等狭小空间中操作更加灵活，提高了车辆的操控性能。
1.2 增强车辆的稳定性四轮转向可以使车辆在高速行驶时，后轮与前轮呈相反的转向角度。
这种相反的转向角度可以通过改变车辆的侧向力和刚性来抵消侧向力矩，从而减少车辆的侧倾和甩尾现象，提高了车辆的稳定性。
1.3 提高制动效果和防抱死系统的性能四轮转向可以使车辆在制动时，后轮与前轮呈相反的转向角度。
这样可以增加后轮的抓地力，使得车辆在制动时更加稳定，提高制动效果和防抱死系统的性能。
1.4 提升四驱系统的性能四轮驱动车辆在行驶时可以根据路况和驾驶需求，智能地调整前后轮的转向角度，实现最佳的驱动力分配。
这样可以提升四驱系统的性能，增加车辆在各种路况下的通过能力和操控性。
二、四轮转向的原理四轮转向是通过操纵车辆的转向系统和电子控制单元来实现的。
主要包括前轮转向和后轮转向两个方面。
2.1 前轮转向前轮转向是根据驾驶人员的转向意图，通过方向盘和转向系统将转向的指令传达给前轮。
前轮的转向通过操纵杆、球销、传动杆、转向节等连接件来实现，其中球销起到连接的作用，传递转向杆的转向力。
2.2 后轮转向后轮转向是通过集成在车辆底盘的电控单元来实现的。
电子控制单元通过感知车速、转向角度和方向盘转角等信息，计算出后轮的转向角度，并通过电动机或液压系统，实现后轮的转向。
这种电子控制方法可以根据车速和转向角度的不同，自动调整后轮的转向角度，以满足不同路况和驾驶需求。
三、四轮转向的优势3.1 操控性能的提升四轮转向可以使车辆在低速行驶时实现小半径转弯，提高了车辆的操控性能。
在高速行驶时，通过后轮转向的相反方向，可以提高车辆的稳定性和操控性。
后轮独立控制的四轮转向系统研究
后轮独立控制的四轮转向系统研究随着科技的不断发展，汽车工业也在不断寻求创新和突破。
后轮独立控制的四轮转向系统作为一种新型的汽车转向系统，具有较高的机动性和稳定性，受到了广泛的。
本文将围绕后轮独立控制的四轮转向系统展开研究，介绍其研究背景、现状以及未来发展趋势。
后轮独立控制的四轮转向系统是指汽车前后轮分别由独立的控制系统进行控制，从而实现更加灵活和稳定的转向性能。
这种系统的出现可以追溯到20世纪末期，当时主要是为了解决车辆在复杂道路条件下的操控问题。
随着技术的不断进步，后轮独立控制的四轮转向系统逐渐成为研究的热点，并在部分高档汽车中得到了应用。
目前，国内外对于后轮独立控制的四轮转向系统的研究已经取得了一定的成果。
在理论研究方面，学者们通过建立数学模型和进行仿真实验，对后轮独立控制的四轮转向系统的动力学特性、控制策略等方面进行了深入研究。
在实践应用方面，部分汽车制造商已经将后轮独立控制的四轮转向系统应用于高档汽车中，并得到了良好的市场反馈。
然而，目前研究中还存在一些问题和难点。
后轮独立控制的四轮转向系统的成本较高，对于普及应用具有一定的难度。
系统的稳定性和可靠性还需要进一步提高。
针对不同车型和不同使用场景，后轮独立控制的四轮转向系统的优化和控制策略还需要进一步完善。
随着人工智能、传感器等技术的不断发展，后轮独立控制的四轮转向系统的未来发展前景十分广阔。
未来研究重点和方向可能包括以下几个方面：控制策略优化：针对不同车型和应用场景，研究更加高效和智能的控制策略，以提高车辆的操控性能和稳定性。
传感器技术应用：利用新型传感器技术，如激光雷达、高清摄像头等，实现对车辆周围环境的实时感知和信息采集，为车辆的自主控制提供更加准确和可靠的信息支持。
车辆动力学仿真与优化：通过建立更加精确的车辆动力学模型，对车辆的动态性能进行仿真和分析，以优化车辆的结构设计、控制系统等各方面因素。
智能化与自动驾驶：结合人工智能、机器学习等技术，研究更加智能化和自动化的车辆控制系统，提高车辆的自主行驶能力，实现部分或完全自动驾驶。
汽车四轮转向技术研究综述
汽车四轮转向技术研究综述胡红元（上海汽车集团股份有限公司商用车技术中心，上海200438）李兵（联创汽车电子有限公司，上海200120）王阳阳（同济大学,上海200092）【摘要】作为线控转向技术的应用场景之一，四轮转向（4WS）技术能够改善车辆低速行驶的灵活性和中高速行驶的操纵稳定性。
文章主要从4WS结构方案、控制策略和失效容错方案3个方面进行文献综述，分析当前汽车4WS技术中的主要研究方法和成果，为进一步研发安全可靠的四轮转向系统提供借鉴。
[Abstract]As one of the application scenarios of SBW technology,four-wheel steering(4WS) technology can improve the flexibility of the vehicle at low speed and the handling stability at high speed.In this paper,the4WS schemes,the4WS control strategies and the4WS fault-tolerance designs are reviewed,the main research methods and achievements in the current4WS research are analyzed,in order to provide reference for the further development of4WS system.【关键词】四轮转向结构方案控制策略失效容错doi:10.3969/j.issn.1007-4554.2021.04.040引言随着线控技术的不断发展成熟，其在汽车上也得到更多的普及应用，线控转向、线控制动以及电子油门等已逐渐成为现代车辆的标准配置⑴O 而作为线控转向的应用场景之一，四轮转向（4WS）技术因其具备改善车辆行驶操稳性和驾驶灵活性的优势也得到快速普及。
四轮独立转向汽车路径跟踪研究内容
四轮独立转向汽车路径跟踪研究内容下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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四轮转向汽车控制方法研究
College of Mechanical Engineering of Chongqing University, Chongqing, China.
April, 2008
四轮转向汽车控制方法研究
重庆大学硕士学位论文
学生姓名：邓海涛 指导教师：罗 专 虹 副教授
业：车辆工程
学科门类：工学
重庆大学机械工程学院
二 OO 八年四月
Research on Control Method of 4WS Vehicle
A Thesis Submitted to Chongqing University in Partial Fulfillment of the Requirement for the Degree of Master of Engineering by Deng Haitao
1.1 引言 ................................................................................................................. 1 1.2 四轮转向知识介绍 ............................................................................................ 1 1.2.1 转向梯形 .................................................................................................... 1 1.2.2 四轮转向的基本组成及工作原理 ................................................................. 3 1.2.3 四轮转向汽车后轮转向装置的类型 ............................................................. 3 1.2.4 四轮转向控制目标 ...................................................................................... 4 1.3 四轮转向研究现状 ............................................................................................ 4 1.3.1 控制方法分类.............................................................................................. 5 1.3.2 线控转向系统的应用 .................................................................................. 7 1.3.3 四轮转向研究进展 ...................................................................................... 9 1.4 本文选题的意义及内容 ................................................................................... 10
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佳 木 斯 大 学 学 报 （ 自 然 科 学 版 ） 表 １ 模 型 参 数
２０１０年
［ ［ ［
（８）
上式 中不 考虑后 轮转 角 ，令 一 ＝ ０，即可直 接
得到 ＦＷＳ系统状 态方程 为 ：
ｕ（ห้องสมุดไป่ตู้．
，
、
Ｕ Ｆｌ
、
ｒ ／，
［
Ｃ，
ｍ
＋
［ ］
文献标 识码 ： Ａ
０ 引 言
１．１ 模型简化
随着 汽 车技 术 的不 断 发 展 以及 路 面状 况 和行 驶 车速 的不 断提 高 ，减 少 车 身侧 偏 ，提 高 车辆 的操 纵稳定性 和行 驶安 全 性 成 为 现 代 汽 车 亟待 解 决 的 问题 ，四轮转 向作为 实现 汽 车主 动安全 的 重要技 术 之一也 由此 得 到 了 很大 发 展 ．四轮 转 向 车 辆 ４Ｗ Ｓ （Ｆｏｕｒ—Ｗ ｈｅｅｌ— Ｓｔｅｅｒｉｎｇ－ Ｖｅｈｉｃｌｅ）的 基 本 原 理 是 利用 车辆行驶 中的某 些 信 息 来 控 制 后 轮转 角 的输 入 ，在 车辆低 速行驶 时 ，后轮 与前 轮反 方 向转 向 ，减 小转 弯半 径 ，提高车 辆灵 活性 ；中高速 行驶 时 ，后 轮 与前轮 同方 向转 向 ，减小 车辆 质心 侧偏 角 和侧 向加 速 度 ，提 高车辆 的操 纵稳定 性 ．通 常 ，四轮转 向车 辆 后 轮转 角的控 制信 息来 源于前 轮 转角 （由 控 制） 和车辆 的横摆 角速度 （由 控制 ）两部 分 ，而 和
１．２ 受 力 分 析
后 轮转 向角控 制律 为 ：
一 ＋ ｒ
（１）
其 中 ， 为前 轮转 角 ，ｒ为车 辆横摆 角速 度 ； 和
为后轮 转角 的两 控制 因子 ， 为前 轮转 角对后轮 转 角 的输 入量 控 制 因子 ， 为 车辆横 摆角 速度反馈 对
后轮转 角 的输入 量控 制 因子 ； 为侧 向速 度 ， 为 车
第 ２８卷 第 ２期 ２０１０ 年 Ｏ３ 月
佳 木 斯 大 学 学 报 （ 自 然 科 学 版 ） Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｊｉａｍ ｕｓｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ （Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｅｄｉｔｉｏｎ）
文 章编 号 ：１００８～ １４０２（２０１０）０２～０２１７—０５
Ｖ ｏ１．２８ Ｎ ｏ．２ Ｍ ａｒ． ２Ｏ１Ｏ
四 轮 转 向汽 车 后 轮 转 角 控 制 因 子 控 制 效 果 研 究 ①
王纪瑞 ， 左 曙光
（同 济 大 学 汽车 学 院 ．上 海 ２０１８０４）
摘 要 ： 采 用汽 车的“自行 车”模 型 ，建 立 了四轮 转 向 汽 车的 数 学模 型 ，在 ＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ
１ ４Ｗ Ｓ动力 学 模 型 建 立
研 究汽 车 的侧 向横摆 和侧 倾运 动 ，选 取汽车 的 “自行 车”模 型 ，做 如 下 假 设 ：忽 略 转 向系 统 的影 响 ，直接 以前 轮转 角作 为输 入 ；忽略悬 架 的作 用 ，认 为 汽车 只在平 行 于地 面 的平 面 内运 动 ，即汽 车沿 轴 的平 移 ，绕 Ｙ轴 的俯 仰 ，绕 ｚ轴 的侧 倾 均忽 略不 计 ，只有 沿 Ｙ轴 的平 移 和绕 ｚ轴 的转 动 ；侧 向加 速 度小 于 ０．４ｇ，前 后 轮侧偏 角小 于 ５。，轮胎 侧偏特 性 处 于线性 范 围 ；驱 动力 不 大 ，忽 略空气 动力 的作 用 ； 不考 虑地 面切 向力对 轮 胎侧 偏特 性 的影 响 ；忽 略左 右轮 胎 由于载 荷变 化 引 起 轮 胎 特性 的变 化 以及 轮 胎 回正力 矩 的作用 ［２］．给定模 型参 数见 表 １．
向感 觉；横 摆 角速度 反馈 输入 控 制 因子对 汽车质 心侧偏 角的影响 还表 现 出了二 重性 ，在 四轮 转 向
设计 阶段应 根据 具体 情 况合 理选取 两控 制 因子．
关 键 词 ： 控 制 因子 ；四 轮 转 向 ；Ｓｉｍｕｌｉｎｋ仿 真 ；操 纵 稳 定 性
中图分类号 ： Ｕ４６１．６
环 境 下搭 建仿 真模 型 ，对四轮 转 向汽 车 的前 轮 转 角输 入 控制 因子 和横 摆 角速 度 反馈 输 入控 制 因
子 对汽车操 纵稳 定性 的影 响进 行 了仿 真分析 ．研 究表 明 ，两控 制 因子 均能 显著 降低 汽车质 心侧偏
角和侧 向加速度 ，提 高车辆操 纵稳 定 性 ，但 同时又 降低 了车 辆 的横 摆 角速度 ，降低 了驾驶 员的 转
辆 质心 侧偏 角 ，在 小 转 向角 的 情 况下 ，可假 定 质 心
侧 偏角 一 ｖ／ｕ，因而 ，侧 向加速度 表达式 ，
ａ 一 ｕ（ｒ＋ ）＝ ＋
（２）
模 型受 力分 析见 图 １．
① 收 稿 日期 ：２０１０－ ０１— ２７ 作 者简 介 ：王 纪 瑞 （１９一 ），男 ，山 东 菏 泽 人 ，同 济 大 学 硬 士研 究 生 ，主要 研 究 方 向为 汽 车 系 统 动 力 学 及 汽 车 振 动 与 噪声 ．
的选取对 车辆 的操 纵 稳 定 性 和行 驶 安 全 性 有 较 大 影 响．因此 ，分析 和 对 车辆操 纵 稳定 性 的控 制 作用和影 响大 小 ，对于实 现 四轮 转 向的最 佳控 制 效果 具有很 大 意义Ｌ１］．
鉴 于 以上 分 析 ，本 文 基 于 车 辆 的 “自行 车”模 型 ，建立 四 轮 转 向 汽 车 的 数 学 模 型 ，并 在 ＭＡＴ～ ＬＡＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ环境 下对 １： 和 ℃。对 四 轮转 向车 辆 的控 制作用 进行仿 真分 析 和对 比研究 ，以期为 四轮 转 向车辆设 计 过 程 中 和 的 选 取 提 供 依 据 理 论 支持．
ａＣ ｒ
Ｉ
｝
２ 两控制因子 和 控制效果仿真比较
巨ｍ 丁 Ｆ
２．１ 仿真模 型搭 建
优
由受力分析 ：
ｆ ＝一ｃ ，＝一Ｃ，（ 一 ）