羊玢 孙庆鸿 陈宁 田杰

(1.南京林业大学汽车与交通工程学院，南京 210037)(2.东南大学机械工程学院，南京 210096)

引言

随着汽车技术的不断发展，人们对汽车主动安全性的要求也越来越高，特别是汽车的操纵稳定性，成为汽车研究的一个重要方面［1］.在4WS汽车的研究中，大量的是关于后轮参与转向带来的车辆响应变化以及采用各种转向控制策略而产生的差异，近期的研究主要集中于利用现代控制理论方法，如模型参考控制、H∞/H2多目标优化控制等方面［2-4］.

在上述研究中，人们主要是从控制器设计的角度研究4WS车辆的.研究基于的是刚体多自由度系统模型，基本不考虑车辆转向系统的机构动力学特征.

本文采用横摆率跟踪多状态最优控制方法，推导出它的横摆角速度及质心侧偏角与前轮转角的传递函数，建立了一个整车动力学闭环操纵稳定性模型，比较了采用横摆角速度多状态最优控制方法与前后轮转向比是车速函数的四轮转向控制方法的操纵稳定特性.

1 4WS汽车的动力学模型

当车辆的侧倾对侧向运动的影响较小时，可采用包含车辆质心侧滑角和横摆角速度的2自由度运动模型［5］来研究车辆的操纵稳定性，4WS汽车的运动方程可表述为式中m为整车质量;IZ为车辆绕Z轴的转动惯量;lf、lr分别为前后轴至质心的距离;v为车辆行驶速度;β为车辆质心侧滑角;γ为车辆横摆角速度;δf、δr分别为前后轮的转向角;Ff、Fr分别为前后轮胎的侧滑力.

本文采用Smithers非线性稳……