带有干扰观测器的线控转向系统复合自适应神经网络控制

王云龙 ,王泽政 ,王永富 ,赵 晶

(1.东北大学 机械工程与自动化学院,辽宁 沈阳 110819;2.北京航空航天大学 自动化科学与电气工程学院,北京 100083)

1 引言

随着汽车电子技术的不断发展,汽车已经由传统机械为基础的硬件主导演进为以电控技术为基础的软件主导.作为目前汽车线控技术的一种,线控转向(steer-by-wire,SbW)系统取消了方向盘与转向执行器之间的机械连接,通过电信号传输控制命令实现车辆转向,极大地改善了汽车的操纵稳定性、乘坐舒适性与安全性[1–2].

众多学者已 对SbW转向系统 控制问题进行了研究.文 献 [3–5]通过比 例微分 (proportional-derivative,PD) 控制实现了前轮转角跟随驾驶员的转向意图.但由于汽车在转向的过程中受到摩擦力矩、轮胎回正力矩与路况变化等因素影响,具有固定增益的PD控制器很难满足车辆在复杂工况下的转向性能.文献 [6]将线性二次型控制应 用在SbW系 统中,并与传统PD控制进行了比较,结果表明该控制器改善了车辆的跟踪性能.文 献 [7]基 于车辆模型设计 了跟踪控制 器.然 而,考虑到系统中存在不确定动态,SbW转向系统难以获取精确的动力学模型,因此基于模型控制器也不易获得理想的控制效果.

为了解决SbW系统中存在的不确定动态和外界干扰,保证前轮转角高精度的跟踪性能,自适应控制、滑模控制和神经网络等智能控制方法已得到研究人员的广泛关注.文献 [8]通过估计前轮胎的侧偏刚度,提出了一种自适应控制方 法实现车辆的转向特性.文……