基于变传动比的全轮线控转向车辆可拓H∞控制方法研究

为了解决传统固定转向传动比以及鲁棒H∞控制方法无法很好地改善车辆稳定性的问题,提出全轮线控转向车辆的变传动比和可拓H∞控制策略.首先,建立八自由度车辆动力学模型和轮胎模型.其次,以车辆方向盘转角和车速为输入信息,基于模糊控制方法设计全轮线控转向车辆的转向传动比,并计算出全轮线控转向车辆的前轮转角.然后,以横摆角速度偏差和偏差微分为特征值,基于可拓控制理论将车辆状态划分为3个区域:经典域、可拓域和非域;在经典域中,采用基于横摆角速度反馈的鲁棒H∞控制方法,实时获取全轮线控转向车辆的后轮转角;在可拓域和非域中,结合可拓控制和H∞控制策略,动态调整H∞控制器的输出信号,在保证控制系统鲁棒性的前提下改善车辆的操纵稳定性.最后,基于MATLAB/Simulink仿真平台和自主研制的全轮线控转向特种消防救援车辆,通过正弦转向、单移线、阶跃转向、双移线等典型工况对所提控制方法进行验证,并以平均绝对误差和均方根误差为评价指标,与无控制和H∞控制方法进行对比分析.仿真和试验测试结果表明:①变传动比控制方法不仅可以提高车辆低速时的转向灵敏度,也能改善车辆高速时的稳定性;②相比传统鲁棒H∞控制,可拓H∞控制策略提高了全轮线控转向车辆的操纵稳定性,改善了车辆全轮线控转向控制系统的鲁棒性.