受侧向风影响的自适应不确定&汽车动力转向控制和转向角约束[外文翻译].rar

附件C：

2008年IEE国际会议关于汽车电子与

安全报告

2008年9月22到24日

美国•哥伦布

受侧向风影响的自适应不确定&汽车动力转向控制和转向角约束

Nazli E. Kahveci

摘要：

自动控制直接影响到汽车的各种性能的要求，包括障碍排除，航道追踪精度以及乘坐舒适性。目前关于不确定车辆动力作用在转向系统的中时，要求有一个可靠的控制设计，以尽量减少意外不确定因素对行车条件的影响，并尽可能的减小在强劲侧向风力影响下的汽车行驶路径偏差。其中转向角的限制和汽车行驶稳定性之间设计的合理性仍然是有待解决的问题。为了在不断变化的路况以及侧向风的影响下不损害系统安全性能，我们提出自适应不确定车辆动力转向控制装置。拟议的偏航控制策略提出在汽车行驶的道路附着系数已知的情况下，不论汽车的质量和速度多大都要进可能的提高汽车的转向性能 。我们设计的控制方法在一些机动情景的模拟实验中得到有力的证实。

Ｉ.说明：

受错综复杂环境条件的影响，车辆动力一直不能被完全明确的监测。任何测量系统，不可避免的要引入误差，物理组件就可能遇到一些故障，我们假设车辆动力只取决于行驶条件。这样的变动可能会降低车辆的性能，使其远离最佳行驶状态。

当一些不同寻常的外部条件作用时，例如侧向风力，两边轮胎不同的摩擦力以及为避开障碍必须的一些转向，汽车的侧向力就有可能导致一些不正常的工作。[1]当汽车受到较强侧向风作用后，车辆行驶方向可能保持和以前一样，还可能偏离航道而丧失原有的行驶方向。[2]当在冰路面驾驶时或行驶时轮胎瘪了，掌握车辆偏航运动将成为一个非常具有挑战性的任务。[3]

车辆自适应转向是研究自动公路的一部分，并且是转向辅助系统的一部分。[4]一般而言，噪声的影响和环境的相互作用，使这些系统初步分离，以构建简单的动态模型。一个重大的转向控制问题需要加以解决，以处理模型的不确定性，同时设计到车辆纵向行驶速度，路面附着系数以及货物装载。[5]一系列汽车零部件必需考虑一些实际的约束，以达到鲁棒设计的目的。举例来说，当汽车轮胎侧偏刚度达到性能极限，操纵规律导出先行单轨模式甚至可能破坏汽车。[6]如果输入超出线性区域，系统行为将更为复杂。

我们考虑到横向力也就是地面车辆受侧向风干扰时，也就是侧向风作用在车辆一侧的表面。通过实施一套自适应控制结构与反挥臂补偿，我们允许参数的不确定，通过对转向角饱和非线性的补偿，从而保证车辆行驶安全性。

车辆动力学和转向角约束的介绍以及控制设计名义的提出在第二节。为考虑到不确定横向动力的解释而设计的自适应控制在第三节。拟议汽车偏航率的性能控制策略是通过模拟实验在第四节得到证明的。最后，我们的结论在第五节阐述。