田 杰，李守泽，王 玉，陈 宁

（南京林业大学　汽车与交通工程学院，南京 210037）



主动四轮转向车辆的分数阶鲁棒控制研究

田 杰，李守泽，王 玉，陈 宁

（南京林业大学汽车与交通工程学院，南京 210037）

摘 要：首先对主动四轮转向车辆线性二自由度模型进行了输入输出解耦，分别得到了横摆角速度和质心侧偏角的传递函数，并构造了理想参考模型。为了减小系统性能受车辆参数的不确定性、未建模动态等因素的影响，在解耦的基础上引入了分数阶PIλDµ鲁棒控制方法，并通过优化得到了控制器的五个设计参数以保证该系统在要求的频域内具有很好的鲁棒性。通过MATLAB/ Simulink对线性和非线性系统进行了仿真分析，结果表明，基于解耦的分数阶鲁棒控制能使得主动四轮转向车辆很好地跟踪其参考性能，且具有良好的鲁棒性。

关键词：主动四轮转向；解耦；分数阶PIλDµ控制器；鲁棒性

0　引言

主动四轮转向（Active Four-Wheel-Steering，4WS）技术是主动底盘控制技术的重要组成部分，通过后轮直接参与对车辆侧向及横摆运动的控制，可有效改善车辆高速时的操纵稳定性和低速时的机动灵活性。在4WS车辆的控制方法上，先后出现了许多控制方法和控制策略，如前馈控制，前馈加反馈控制，μ综合反馈控制、最优线性二次调节器控制、滑模变结构控制、模糊控制以及解耦控制等［1］。相关研究证明，对车辆的转向特性进行解耦控制有利于提高车辆的安全性和行驶性。对横摆运动和侧向运动的单独控制可提高车辆的操纵稳定性，并保证驾驶的安全性和精确的轨迹跟踪性［2，3］。……