用于车辆横向稳定性控制的自适应两级滑模控制器

用于车辆横向稳定性控制的自适应两级滑模控制器

随着公路上运输车辆数量的增多，乘员对安全性和舒适性的需求也在不断增加，这不仅促进了具有主动安全系统的复杂车辆开发，而且在危急情况下可以改善车辆的操纵稳定性。横摆稳定性控制器能够防止车辆在转弯过程中牵引力降低的情况下发生偏转和漂移。设计了一种基于滑模原理的横摆稳定性控制器，且需要在两级滑动面基础上进行，而影响横摆稳定性的两个因素（横摆角速度和车身侧滑角误差）将作为一级和二级滑动面来设计横摆稳定性控制器。该控制器分为两部分：①上控制器，其作用是计算车辆所需的横摆转矩，使车辆能够具有相应的横摆率和侧滑角；②下控制器，计算每个车轮上的制动压力，为车辆提供与上控制器获得的理想横摆转矩值相对应的净横摆转矩。在转弯过程中，利用简化的车辆4自由度模型（配备有Kiencke轮胎模型），该模型降低了试验的复杂度，且Kiencke轮胎模型能够使滑移率与摩擦因数以及不随参数变化的力矩之间产生联系，从而提高试验的精度。总结了车辆期望运行状态下的动力学方程，以设计控制器的滑动面。利用计算机模拟验证所提出的方法，其结果表明，该控制器不仅能够在急转弯情况下稳定车辆，而且能够在不强行改变车辆姿态的情况下为车辆提供更大的纵向牵引力，即能够使驾驶者的操作负荷在安全区域内。结果表明，用于该控制器设计的算法能够在不影响牵引性能的条件下改善车辆的稳定性，即该控制器在横摆稳定性控制方面具有好的鲁棒性。

SachidanandaSenetal. 2016 IEEE First InternationalConferenceon Control,Measurement and Instrumentation(CMI), 2016.

编译：朱会