基于线性二次型调节器的四轮转向与分布式集成控制方法

摘要

本文基于线性二次型调节器，集成四轮转向和直接横摆力矩控制设计了一种车辆稳定控制器，实现协同控制策略的创新。该控制系统采用分层结构，上层为基于线性二次型调节器的横摆力矩决策层，下层为驱动力分配层。上层控制器采用迭代法实时求解黎卡提方程得到后轮转角与附加横摆力矩，以完成对质心侧偏角、横摆角速度的优化；下层控制器采用平均分配与序列二次规划两种分配方法，对求得的纵向力与附加横摆力矩进行四轮转矩分配。为了验证控制器的有效性，采用前轮转角阶跃、正弦两种工况对其进行仿真及实车试验。结果表明：该控制器能够使车辆质心侧偏角、横摆角速度较好地追踪理想值，车辆稳定性得到了提高；同时，序列二次规划法更好地降低了轮胎负荷率并延长了电机控制器的使用寿命。

关键词

车辆工程 / 协同控制 / 线性二次线调节器控制 / 四轮转向 / 分布式驱动