受饱和约束的车辆转向非线性鲁棒模糊分布控制

摘要：

针对极限状态下车辆转向非线性和执行器饱和问题,研究主动前轮转向(active front steering,AFS)和直接横摆力矩控制(direct yaw-moment control,DYC)对横摆-侧倾稳定的集成控制.采用Takagi-Sugeon(T-S)方法建立车辆3自由度横摆侧倾模型,结合模糊观测器实时获取模型动态参数.为准确反映车辆转向稳态过程,在T-S框架下建立改进横摆理想参考模型.考虑到极限转向对前轮侧偏特性的影响,构建T-S框架下主动前轮输入的动态饱和阈值.引入松弛因子提高AFS和DYC的执行器利用率,将反馈输入的饱和影响作为有界扰动进行控制.基于分布补偿结构设计状态反馈模糊分布控制器(parallel distributed compensation-TS,PDC-TS),采用范数有界的侧翻稳定阈作为侧倾性能约束,将车辆横摆-侧倾稳定性的H∞性能转换为线性矩阵不等式(linear matrix inequalities,LMIs)凸优化问题.最后联合Trucksim-MATLAB/Labview软件进行控制仿真和硬件在环验证,结果表明,PDC-TS方法对强非线性转向过程的控制更加准确,执行器能力利用更充分,并在输入饱和约束下保持控制稳定性.

关键词：车辆系统;横摆稳定;横向载荷转移;非线性鲁棒控制;饱和约束

所属期刊栏目：41

分类号：U461(汽车工程)

资助基金：安徽省教育厅重点项目KJ2020A0241

在线出版日期：2022-03-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：77-85,149