基于滑?？刂频纳逃密嚶窂礁櫩刂蒲芯?/h1>
2019-08-09 12:36李雅琦唐崢
時代汽車 2019年8期 關鍵詞：商用車
李雅琦 唐崢
摘 要：為了實現(xiàn)商用車電液耦合轉向系統(tǒng)的路徑跟蹤控制，提出了一種滑模控制策略。首先建立商用車三自由度仿真模型，推倒商用車滑?？刂破?，建立蛇形線道路模型和雙移線道路模型，并進行路徑跟蹤仿真試驗。實驗表明，此控制器能夠很好的跟隨期望路徑，并有極強的抗干擾能力。
關鍵詞：商用車;電液耦合轉向系統(tǒng);路徑跟蹤控制
1 引言
由于商用車行駛工況簡單，商用車更容易實現(xiàn)無人駕駛。國內外眾多高校和零部件廠商都開始進行商用車的研究，從硬件到控制策略，均取得了一些成果。
江蘇大學高翔教授的研究團隊，通過對商用車轉向器建模，并對模型進行了定量研究，建立了較為準確的商用車無人駕駛試驗臺[1];吉林大學宗長富教授的研究團隊帥新使用伺服電機進行阻力模擬，提高了加載精度[2];清華大學的季學武老師設計了能適用于復雜工況的試驗臺，并能進行臺架試驗[3]。
由于國內工業(yè)基礎相對薄弱，先進的轉向控制研究仍處于初級階段，開發(fā)先進的轉向控制器是當前的熱點與難點。
2 模型建立
在商用車領域，側翻是很嚴重的問題，在建立整車動力學模型時考慮建立汽車三自由度模型。
其中：If是前軸至CG的縱向距離;Ir是實際軸至CG的縱向距離;M是總車質量;Ms是懸上質量;Mu是懸下質量;Iz是垂直軸慣性矩;Ixz是輪胎法向力;hcg車身質心高度;hs懸上質量CG高度;hr軸滾動中心高度;hu懸下質量CG高度;h軸滾動中心字CG的距離;Caf/Car前橋/后橋有效彎矩剛度; K/Ku等效懸架剛度/軸剛度;D/Du等效懸架阻尼比/軸阻尼比;Fzr/Fzl輪胎法向力（左/右）。
3 基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡的滑?？刂撇呗?/p>
滑?？刂剖歉鶕?jù)控制目標設計滑模切換面，使控制系統(tǒng)的狀態(tài)點到達切換面，而狀態(tài)點不離開切換面。
3.1 固定增益滑?？刂破髟O計
滑?？刂频摹岸墩瘛钡膭×页潭仁怯善淇刂破髑袚Q項的增益決定的，采用神經(jīng)網(wǎng)絡對切換項的增益調節(jié)，能夠降低滑模控制的“抖振”。
3.2 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡增益設計
RBF神經(jīng)網(wǎng)絡是一種三層前饋網(wǎng)絡[1]。第一層為輸入層，起數(shù)據(jù)信息的傳遞作用;第二層為隱含層，對輸入信息進行空間映射變換;第三層為輸出層，對輸入模式進行響應。
徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡（RBF）擁有強大的逼近能力、學習能力和分類能力，對任意精度的任意連續(xù)函數(shù)都能夠逼近。
4 仿真與分析
以前輪轉角為輸入，輸出為車輛狀態(tài)。在測試實驗中選用蛇形線道路和雙移線道路作為道路曲線輸入。
4.1 雙移線道路模型跟蹤效果，見上圖2
4.2 蛇形線道路模型跟蹤效果，見上圖3
5 結語
通過進行實驗仿真，當輸入為蛇形線道路曲線時，轉角的絕對值為3度，路徑跟蹤效果較為理想，誤差較小;當輸入為雙移線道路模型時，當轉彎變道時得到了側向速度，路徑跟蹤效果和目標側向位移基本吻合。
參考文獻：
[1]解后循，高翔.電動液壓助力轉向技術研究現(xiàn)狀分析[J].重慶交通大學學報（自然科學版），2018，37（02）：119-122.
[2]陳國迎，何磊，宗長富，顧興劍.基于電動伺服系統(tǒng)的轉向試驗臺阻力加載策略的研究[J].汽車工程，2018，40（02）：226-233.
[3]余穎弘，王保華.汽車線控轉向硬件在環(huán)實驗臺研究現(xiàn)狀綜述[J].湖北汽車工業(yè)學院學報，2015，29（03）：34-38.
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關鍵詞：商用車;電液耦合轉向系統(tǒng);路徑跟蹤控制
1 引言
由于商用車行駛工況簡單，商用車更容易實現(xiàn)無人駕駛。國內外眾多高校和零部件廠商都開始進行商用車的研究，從硬件到控制策略，均取得了一些成果。
江蘇大學高翔教授的研究團隊，通過對商用車轉向器建模，并對模型進行了定量研究，建立了較為準確的商用車無人駕駛試驗臺[1];吉林大學宗長富教授的研究團隊帥新使用伺服電機進行阻力模擬，提高了加載精度[2];清華大學的季學武老師設計了能適用于復雜工況的試驗臺，并能進行臺架試驗[3]。
由于國內工業(yè)基礎相對薄弱，先進的轉向控制研究仍處于初級階段，開發(fā)先進的轉向控制器是當前的熱點與難點。
2 模型建立
在商用車領域，側翻是很嚴重的問題，在建立整車動力學模型時考慮建立汽車三自由度模型。
其中：If是前軸至CG的縱向距離;Ir是實際軸至CG的縱向距離;M是總車質量;Ms是懸上質量;Mu是懸下質量;Iz是垂直軸慣性矩;Ixz是輪胎法向力;hcg車身質心高度;hs懸上質量CG高度;hr軸滾動中心高度;hu懸下質量CG高度;h軸滾動中心字CG的距離;Caf/Car前橋/后橋有效彎矩剛度; K/Ku等效懸架剛度/軸剛度;D/Du等效懸架阻尼比/軸阻尼比;Fzr/Fzl輪胎法向力（左/右）。
3 基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡的滑?？刂撇呗?/p>
滑?？刂剖歉鶕?jù)控制目標設計滑模切換面，使控制系統(tǒng)的狀態(tài)點到達切換面，而狀態(tài)點不離開切換面。
3.1 固定增益滑?？刂破髟O計
滑?？刂频摹岸墩瘛钡膭×页潭仁怯善淇刂破髑袚Q項的增益決定的，采用神經(jīng)網(wǎng)絡對切換項的增益調節(jié)，能夠降低滑模控制的“抖振”。
3.2 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡增益設計
RBF神經(jīng)網(wǎng)絡是一種三層前饋網(wǎng)絡[1]。第一層為輸入層，起數(shù)據(jù)信息的傳遞作用;第二層為隱含層，對輸入信息進行空間映射變換;第三層為輸出層，對輸入模式進行響應。
徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡（RBF）擁有強大的逼近能力、學習能力和分類能力，對任意精度的任意連續(xù)函數(shù)都能夠逼近。
4 仿真與分析
以前輪轉角為輸入，輸出為車輛狀態(tài)。在測試實驗中選用蛇形線道路和雙移線道路作為道路曲線輸入。
4.1 雙移線道路模型跟蹤效果，見上圖2
4.2 蛇形線道路模型跟蹤效果，見上圖3
5 結語
通過進行實驗仿真，當輸入為蛇形線道路曲線時，轉角的絕對值為3度，路徑跟蹤效果較為理想，誤差較小;當輸入為雙移線道路模型時，當轉彎變道時得到了側向速度，路徑跟蹤效果和目標側向位移基本吻合。
參考文獻：
[1]解后循，高翔.電動液壓助力轉向技術研究現(xiàn)狀分析[J].重慶交通大學學報（自然科學版），2018，37（02）：119-122.
[2]陳國迎，何磊，宗長富，顧興劍.基于電動伺服系統(tǒng)的轉向試驗臺阻力加載策略的研究[J].汽車工程，2018，40（02）：226-233.
[3]余穎弘，王保華.汽車線控轉向硬件在環(huán)實驗臺研究現(xiàn)狀綜述[J].湖北汽車工業(yè)學院學報，2015，29（03）：34-38.
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