刘春辉，关志伟，杜峰

（天津职业技术师范大学汽车与交通学院，天津300222）

半挂汽车列车牵引车后轮转角最优控制设计

刘春辉，关志伟，杜峰

（天津职业技术师范大学汽车与交通学院，天津300222）

选取牵引车质心侧偏角、横摆角速度、半挂车横摆角速度及牵引车与半挂车的中心线夹角为状态变量，利用线性二次型最优控制理论求解牵引车后轮转角，实现半挂汽车列车四轮转向的最优控制。在Matlab/Simulink仿真软件中对四轮转向半挂汽车列车改善侧向稳定性的有效性进行验证。仿真结果表明：基于状态反馈的四轮转向半挂汽车列车在高速大转角的极端情况下能保证转向行驶的稳定性。

四轮转向；状态反馈；最优控制；仿真

半挂汽车列车由于其结构特点，相比传统的2轴乘用车，其动力学特性更为复杂，失稳形式更为多样，失稳后引发的交通事故危害更大。随着半挂汽车列车行驶速度的不断提高，由其造成的交通事故越来越多。目前，半挂汽车列车的安全问题引起了人们的广泛关注，针对半挂汽车列车的主动安全问题也已经提出了多种控制策略［1-6］，四轮转向技术是其中一种比较有效的控制策略。四轮转向半挂汽车列车是将牵引车前、后轮同时作为转向轮，从而有效改善其高速行驶时的侧向稳定性。本文基于线性二次型最优控制理论求解半挂汽车列车牵引车的后轮转角以追踪理想模型，利用Matlab/Simulink数值仿真平台，对牵引车后轮转角实施主动控制的半挂汽车列车进行时域仿真，对四轮转向改善半挂汽车列车高速大转向行驶时侧向稳定性的效果进行分析。……