应用模拟退火算法进行电动汽车转向传动比的 设计研究＊

牛 晶

（天水师范学院机电与汽车工程学院，甘肃 天水 741001）

引言

主动前轮转向技术（AFS）是先进辅助驾驶系统很重要的一个方面，影响汽车的主动安全[1-3]。基于分布式4WD电驱动底盘结构的主动前轮转向技术更易于实现车辆的驱动防滑和制动防抱死，能有效地提高车辆的操纵稳定性[4]。

这种转向系统一般集成在电动助力转向系统（EPS）上，通过助力电机和双行星齿轮机构执行前轮附加转角控制，实现车辆循迹、主动避障和提高车辆的横摆稳定性。现阶段，国内外对AFS研究的核心问题主要集中在前轮附加转角应当基于何种规律施加控制，而这是决定转向品质的关键[5-7]。传统转向系统中，转向系的传动比是定值，会导致车辆低速工况下转向费力，轻便性差，而高速工况下，转向灵敏性差，无法同时满足车辆在不同工况下对转向灵敏性和轻便性的双向需求。

为此，本文基于分布式4WD电驱动汽车底盘结构参数建立了三自由度非线性前轮主动转向动力学模型；考虑影响转向传动比的工况因素，设计了采用固定横摆角速度增益和固定侧向加速度增益可变权重共同控制的理想传动比规律；应用模拟退火算法（SA）对控制参数进行了动态优化；最后，通过仿真实验对比了理想传动比规律下车辆响应与固定传动比车辆响应，为今后分布式4WD电驱动底盘主动前轮转向系统的设计与开发提供了一定的理论基础。

1 三自由度非线性前轮转向动力学模型

1.1 前轮角输入至整车横摆输出的两轮模型

假设车辆在前轮转角δf输入下作圆周运动，建立如图1所示的转向动力学模型。……