刘维平,袁磊,刘西侠(装甲兵工程学院机械工程系,北京100072)



三轴全轮转向车辆水平集成控制研究

刘维平,袁磊,刘西侠
(装甲兵工程学院机械工程系,北京100072)

摘要:为提高三轴全轮转向车辆高速操纵稳定性,提出了全轮转向和横摆力矩的水平集成控制方法,分别设计上层协调控制器以及下层执行控制器。基于建立的18自由度车辆模型、轮胎载荷分配模型和Dugoff非线性轮胎模型,对车辆低附着路面转向和紧急避障转向工况进行了仿真研究。仿真结果表明:设计的水平集成控制器可以较为显著地提高车辆的操纵稳定性和主动安全性,能够实现对理想模型的良好跟踪。

关键词:兵器科学与技术;三轴车辆;全轮转向;横摆力矩;水平集成控制

0　引言

全轮转向能够降低车辆转向半径,提高车辆操纵稳定性以及拓宽车辆稳定性区域,在两轴车辆上得到了广泛的研究和应用[1-2]。三轴车辆相比两轴车辆,车身较长、质量较大、高速稳定性偏差。研究表明,全轮转向在多轴车辆上应用效果更好[3]。然而,全轮转向本质上依赖于车轮侧向力,而车轮侧向力确又受限于地面侧向附着系数以及车轮的摩擦圆特性[4]。因此,当车辆处于低附着路面转向、高速转向和转向制动等极限工况时,由于侧向力不足,全轮转向仅能够预防或避免转向失稳,但并不能从根本上解决车轮侧向力饱和的本质问题。特别对于一些三轴轮式侦查车辆和战斗车辆,其行驶工况复杂,行驶车速较高,常会出现由于车轮处于非线性饱和状态而导致的转向失稳[5]。……