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《混合狀態(tài)反饋滑?？刂破鳌酚蓵T上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應用文檔-天天文庫。
1、混合狀態(tài)反饋滑?？刂破鬟\用模糊邏輯在四輪轉(zhuǎn)向車輛中的使用本文提出了一種在狀態(tài)反饋和滑模控制方法基礎上為高速四輪轉(zhuǎn)向車輛設計的模糊控制器。在所提出的模糊控制器中，作為結(jié)果部分的模糊IF-THEN規(guī)則包括滑模控制器或狀態(tài)反饋控制器其中的一種。同樣，它將證明，如果每個模糊規(guī)則通過李雅普諾夫的一般的李亞普諾夫函數(shù)是穩(wěn)定的，那么對整個系統(tǒng)定義，然后整個系統(tǒng)是穩(wěn)定的。所提出的方法的有效性，改善了四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，可以通過模擬使用一種非線性車輛模型來證明。模擬結(jié)果表明所提出的控制方法能提高四輪轉(zhuǎn)向車輛的動態(tài)響應通過減少瞬態(tài)響應時
2、間和提高了車輛穩(wěn)定性與滑動模型和模糊滑模的控制方法相比。關(guān)鍵詞：四輪轉(zhuǎn)向車輛，滑?？刂疲瑺顟B(tài)反饋控制，混合模糊控制器，穩(wěn)定性。1.介紹車輛的特性有三類：（1）工作情況；（2）駕駛與懸掛；（3）操縱。[1]后一個特性是來處理由司機命令控制和給予的車輛反應，以影響車輛的移動方向和車輛的穩(wěn)性來抵抗環(huán)境的干擾。車輛和司機組成閉環(huán)系統(tǒng)。換言之，司機作為一個控制器也作為一個執(zhí)行機構(gòu)。他執(zhí)行這些行動可分別使用方向盤，氣體，剎車踏板，來達到預期的運動。因此，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)直接影響車輛的反應。圖1汽車操縱性能如圖1所示，在前輪和后輪有
3、不同的滑移角時，車輛會轉(zhuǎn)向不足或轉(zhuǎn)向過度。轉(zhuǎn)向不足的情況發(fā)生在前輪的滑移角大于后輪的滑移角的時候。在這種情況下，必須有較大的滑移角來保持轉(zhuǎn)折角。然而，當轉(zhuǎn)向角達到充分鎖時，轉(zhuǎn)折角不能保持而車輛會漂移到外界。另一方面，轉(zhuǎn)向過度時，后輪的滑移角大于前輪的滑移角。因此，轉(zhuǎn)率增加要靠車輛自身而司機不得不減少轉(zhuǎn)向角度以作補償。在嚴重的轉(zhuǎn)向過度時，轉(zhuǎn)向角可能會在相反的方向上達到充分鎖在車輛繼續(xù)進入彎道的時候。對一般的司機來說車輛轉(zhuǎn)向不足會更安全一些。日益增長的需求，為更好操縱二輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，這是從馬車駕駛指揮得到的啟發(fā)，并已
4、沿用了數(shù)十年，已吸引了汽車產(chǎn)業(yè)非常關(guān)注四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。在這個系統(tǒng)中，車輛后輪像前輪一樣轉(zhuǎn)向且在同一個方向，從而來提高車輛的可調(diào)性和增加車輛在高速行駛時的穩(wěn)定性。上述提到的技術(shù)術(shù)語中的短語表明，此四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的目的是減小在車輛質(zhì)心處的身體側(cè)滑角。換句話說，階段偏蕩速度反應和側(cè)面的速度之間的差異不得不減小[2]。這一行動使得后輪產(chǎn)生滑移角時不需要有身體側(cè)滑角。此外，它消除了從方向盤的輸入和側(cè)向力集結(jié)之間的時間拖延。結(jié)果是，車輛的可調(diào)性大大提高了而使車輛的回旋半徑減小了[3]。盡管還有一些四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)被用于其它目的，比
5、如以低速在狹隘的地方移動車輛或者停車，而本文的重點介紹的四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是車輛在高速行駛時后輪與前輪轉(zhuǎn)向在同一方向。一些控制方法和算法，比如比例控制，延遲控制，相反轉(zhuǎn)控制，和理想控制，已經(jīng)被四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)提出[4–16]。后輪轉(zhuǎn)向的控制法則和用于控制法的模型是兩種截然不同的特性來分析四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的問題。一般來說，調(diào)查者之間會關(guān)于在后輪轉(zhuǎn)向應如何操縱來為了優(yōu)化操縱性能和來確保車輛的穩(wěn)定性而展開辯論。被定義接近這個問題的有兩個有特色的特性：(i)使后輪轉(zhuǎn)向的控制法則和(ii)用來評估車輛動力性的控制法則的影響的模型[3,
6、4]。后一個特性是重要的因為車輛模型是高度非線性的，這使得它在用于控制器設計過程中非常復雜。阿勒非等提出一種新的方法來改善四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的操縱[17]。這種控制方法的主要內(nèi)容是其簡單的設計程序和運用模糊邏輯在四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中。近些年來，研究者們已經(jīng)廣泛地將模糊邏輯運用到模型，鑒定和高度非線性系統(tǒng)的控制中。模糊系統(tǒng)的一個缺陷的是缺乏系統(tǒng)性的方法來定義模糊規(guī)則和模糊隸屬函數(shù)[18]。此外，模糊控制器的穩(wěn)定性分析是另一個研究人員之間的爭議問題。最近，一些方法在文獻資料中被提出來展示使用模糊控制器的閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。其中一
7、個是Takagi–Sugeno–Kang(TSK)模糊系統(tǒng)，其每一個模糊子系統(tǒng)的穩(wěn)定性（每一個模糊法則，即稱為當?shù)啬：酉到y(tǒng)）能通過使用Lyapunov直接方法來保證[19].。使用這種方法的主要困難是找到一個統(tǒng)一的Lyapunov函數(shù)來適用于所有的子系統(tǒng)，因為通常有太多的模糊法則，其在模糊系統(tǒng)中是共同的，并且有一些輸入和隸屬函數(shù)的少數(shù)對每一個輸入?！〕嗽赥SK模糊模型基礎上的設計方法外，還有一些別的方法，比如將狀態(tài)空間分割為更小的部分和分析每一個閉環(huán)系統(tǒng)分區(qū)的穩(wěn)定性。這種方法的缺點是把很多模糊規(guī)則分割成大量
8、的分區(qū)需要耗費很多時間，以及狀態(tài)空間的分區(qū)可能丟失在兩個以上[20]。在這篇文章中，一種將狀態(tài)反饋控制器（SFC）和滑?？刂破鳎⊿MC）結(jié)合起來的模糊邏輯控制器被提出。在這種方法中，模糊系統(tǒng)來決定何時使用這些控制器中的其中一種或者何時把它們聯(lián)合起來。此外，SFC和SMC之間的過渡，反之亦然，都是反復不間斷的。此方法的主要貢獻有三點。（1）模糊邏輯控制器利用了兩種經(jīng)典的控制器（系統(tǒng)在周圍
