融合主动前轮转向与差动助力转向的车辆转向协调控制研究.pptx

2023《融合主动前轮转向与差动助力转向的车辆转向协调控制研究》

contents目录引言主动前轮转向系统概述差动助力转向系统概述融合主动前轮转向与差动助力转向的协调控制研究实验验证与结果分析结论与展望参考文献

01引言

研究背景与意义车辆主动安全技术的重视程度日益提高，前轮转向系统作为车辆安全行驶的重要部分，其技术更新与优化对提升车辆主动安全性能具有关键作用。随着科技的发展，融合多种技术的车辆转向控制系统成为研究热点，其中主动前轮转向和差动助力转向系统是典型的代表。当前，单一的转向控制系统已无法满足人们对车辆安全性能的更高需求，因此，对这两种转向控制系统的协调控制研究具有重要意义。

研究现状与发展主动前轮转向技术已取得较为显著的成果，并在部分高端车辆上得到应用。其优点是可以根据行驶状态和驾驶员意图对前轮转向角度进行主动调整，提高车辆的操控性和稳定性。差动助力转向技术通过独立控制左右两侧车轮的转向角度，可以显著提高车辆的操控性能和行驶安全性。特别是在复杂路况下，差动助力转向技术可以提供更快速的反应和更准确的控制。目前，虽然主动前轮转向和差动助力转向技术分别在各自领域取得了显著的成果，但将两者融合在一起的转向协调控制研究仍存在诸多挑战。如何实现两种系统的优势互补，提高车辆的操控性和稳定性，是当前亟待解决的问题。

研究内容与方法本研究旨在解决融合主动前轮转向与差动助力转向的协调控制问题，提高车辆的操控性和稳定性。具体研究内容包括：建立融合两种转向控制系统的模型，分析不同行驶工况下的操控性和稳定性表现，探讨两种系统协调工作的机制等。研究内容首先，将建立包含主动前轮转向和差动助力转向的车辆动力学模型，该模型将用于模拟和分析不同行驶工况下的车辆性能表现。其次，通过实验验证模型的准确性和有效性。最后，通过对比分析单一转向控制系统与融合转向控制系统的性能表现，评估融合系统的优越性。研究方法

02主动前轮转向系统概述

用于感知车辆的行驶状态和驾驶员的转向意图。主动前轮转向系统的基本结构传感器根据传感器采集的数据，计算出合适的转向角度并发送给执行机构。控制单元根据控制单元的指令，调整前轮的转向角度。执行机构

主动前轮转向系统的控制原理通过传感器采集车辆的行驶状态和驾驶员的转向意图，包括车速、方向盘角度、车辆横摆角速度等。控制单元根据采集的数据，计算出合适的转向角度，这个角度可以是对称的或非对称的，取决于车辆的行驶状态和目标路径。执行机构根据控制单元的指令，调整前轮的转向角度，实现主动转向。

优点可以显著提高车辆的操控性和稳定性，特别是在高速行驶和紧急避障等情况下。同时，通过优化转向系统设计，还可以提高车辆的舒适性和能效。缺点成本较高，需要定期维护和校准，而且在某些情况下可能会出现不稳定的情况，需要额外的控制策略来保证系统的稳定性。主动前轮转向系统的优缺点

03差动助力转向系统概述

用于接收驾驶员的转向输入指令，并传递到整个转向系统。转向盘模块齿轮齿条模块差动助力模块将转向盘模块的旋转运动转化为横向运动，驱动前轮转向。通过调节左右轮的转向扭矩，实现差动助力转向。03差动助力转向系统的基本结构0201

驾驶员通过转向盘输入转向指令。驾驶员输入驾驶员的转向指令通过齿轮齿条模块传递到前轮。扭矩传递差动助力模块根据车辆状态和驾驶员指令，调整左右轮的转向扭矩，实现差动助力转向。差动助力差动助力转向系统的控制原理

差动助力转向系统的优缺点优点提高低速时车辆的转向灵活性。提高高速时车辆的稳定性。可有效减少驾驶员的转向力度。缺点结构相对复杂，制造成本较高。对车辆的横向空间要求较高。对车辆的纵向空间要求较低。

04融合主动前轮转向与差动助力转向的协调控制研究

基于两种转向系统的特点，设计了一种协调控制策略，以实现车辆在高速行驶和低速行驶时都能获得良好的操控性和稳定性。总结词该策略首先对两种转向系统的特点进行了分析，然后根据车辆的行驶状态和驾驶员的意图，通过优化算法实现了对两种转向系统的协调控制。详细描述协调控制策略的设计

总结词建立了融合主动前轮转向与差动助力转向的协调控制系统模型，为后续的仿真研究和实验验证提供了基础。详细描述该模型基于MATLAB/Simulink平台进行搭建，包含了车辆动力学模型、驾驶员模型、主动前轮转向系统模型和差动助力转向系统模型，并实现了对两种转向系统的协调控制。协调控制系统模型的建立

总结词通过对协调控制系统的仿真研究，验证了协调控制策略的有效性和可行性，为后续的实际应用提供了依据。详细描述仿真研究分别针对不同行驶状态和工况进行了测试，包括高速行驶、低速行驶、紧急避障等工况，并对比了协调控制策略与单一转向系统的表现。结果表明，该协调控制策略能够显著提高车辆的操控性和稳定性。协调控制系统的仿真研究

05实验验证与结果分析

控制器设计基于