陈庆樟，孟　杰，刘臣富

（1.常熟理工学院机械工程学院，江苏常熟215500；2.天津职业技术师范大学，天津300222）

汽车四轮转向的最优控制研究

陈庆樟1，孟杰1，刘臣富2

（1.常熟理工学院机械工程学院，江苏常熟215500；2.天津职业技术师范大学，天津300222）

摘要：为提高四轮转向汽车的操纵稳定性，提出一种最优控制方法.建立了汽车四轮转向二自由度模型，同时基于二次型最优控制理论，建立了四轮转向系统的最优控制模型.在MATLAB/ Simulink环境下进行了仿真.仿真结果表明：相比传统的前轮转向，采用基于最优控制的的四轮转向系统能改善车辆的行驶姿态，实现了零侧偏角控制目标，同时横摆角速度的控制误差也很小，使得汽车具有更好的行驶轨迹、速度保持能力和稳定状态，进一步提高了车辆的操纵性能.

关键词：四轮转向汽车；最优控制；操纵稳定性

1　引言

四轮转向（Four-wheel steering，4WS）汽车的转向任务是由前轮和后轮共同完成.如果在汽车转弯时只靠两个前轮转向，车尾就会产生较大的侧滑和摆尾，这对汽车的安全行驶相当不利. 4WS的实现使得在低速行驶时可以使前轮与后轮转角方向相反，从而改善汽车的操作性；在中高速行驶时可以使前轮与后轮的转角方向相同，从而减小汽车的侧滑和摆尾，提高汽车转向时的操纵稳定性.

近年来随着电子技术、测试技术、系统动力学等学科的快速发展，车辆4WS系统的控制技术发展很快.迄今为止，人们针对主动后轮转向的4WS控制问题，提出了前后轮……