受饱和约束的车辆转向非线性鲁棒模糊分布控制

作者：孙船斌; 方琳; 童宝宏

来源：振动与冲击, 2022, 41(04): 77-149.

DOI：10.13465/j.cnki.jvs.2022.04.011

• 车辆系统
• 横摆稳定
• 横向载荷转移
• 非线性鲁棒控制
• 饱和约束

针对极限状态下车辆转向非线性和执行器饱和问题，研究主动前轮转向(active front steering, AFS)和直接横摆力矩控制(direct yaw-moment control, DYC)对横摆-侧倾稳定的集成控制。采用Takagi-Sugeon(T-S)方法建立车辆3自由度横摆侧倾模型，结合模糊观测器实时获取模型动态参数。为准确反映车辆转向稳态过程，在T-S框架下建立改进横摆理想参考模型。考虑到极限转向对前轮侧偏特性的影响，构建T-S框架下主动前轮输入的动态饱和阈值。引入松弛因子提高AFS和DYC的执行器利用率，将反馈输入的饱和影响作为有界扰动进行控制。基于分布补偿结构设计状态反馈模糊分布控制器(parallel distributed compensation-TS,PDC-TS),采用范数有界的侧翻稳定阈作为侧倾性能约束，将车辆横摆-侧倾稳定性的H∞性能转换为线性矩阵不等式(linear matrix inequalities, LMIs)凸优化问题。最后联合Trucksim-MATLAB/Labview软件进行控制仿真和硬件在环验证，结果表明，PDC-TS方法对强非线性转向过程的控制更加准确，执行器能力利用更充分，并在输入饱和约束下保持控制稳定性。

• 单位
  安徽工业大学