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汽车四轮转向(Four Wheel Steering,4WS)技术是改善汽车转向操纵性能的手段之一,车辆稳定性系统(Vehicle Stability Control system,VSC)是先进的主动安全技术,作为VSC系统的重要组成部分,直接横摆力矩控制(Direct Yaw moment Control,DYC)能更好地提高操纵稳定性,进而增加车辆行驶的主动安全性。本文研究四轮转向和直接横摆力矩相结合,设计基于状态量反馈控制器,并利用MATLAB/Simulink工具进行仿真研究。此外将软硬件结合,进行车辆四轮转向控制器硬件在环试验。主要内容包括:1.建立了前轮转向(Front Wheel Steering,FWS)+横摆力矩(FWS+DYC)两自由度车辆模型,分别根据最优控制和H∞控制理论方法设计基于状态量反馈的控制器,并在此基础上利用MATLAB/Simulink工具进行仿真,结果表明转向效果优于FWS车辆。2.建立四轮转向+横摆力矩(4WS+DYC)两自由度车辆模型,根据最优控制理论,采用前馈加反馈的方法设计控制器,并进行仿真,结果表明,4WS+DYC控制方法不仅优于FWS车辆,而且优于FWS+DYC控制方法,各参考指标均有较好的效果。3.综合分析了硬件在环仿真的各种方法。构建4WS车辆试验平台,利用DSPACE仿真硬件系统,结合四轮转向控制策略,开发出基于DSPACE的硬件在环仿真系统。利用MATLAB/Simulink实现软件模块,利用ControlDesk实现仿真参数的实时调节,得到了硬件在环仿真的结果。4.利用TMS320F2812 DSP作为中央处理单元,实现ECU(Electronic Control Unit)硬件在环仿真,设计四轮转向控制的硬件在环流程,开发四轮转向系统ECU模块。介绍了相关硬件资源,开发软件CCS(Code Compose Studio)等,编写、调试系统程序,重点介绍四轮转向中断子程序。通过建立数学模型及数字仿真,可以看出,四轮转向与直接横摆力矩相结合的控制策略,各评价指标均有较大幅度改善,能有效地提高车辆操纵稳定性。通过四轮转向控制的硬件在环仿真试验,将软硬件系统结合,不仅可以实时调整各参数,重复试验性好,而且经济性有很大提高。开发四轮转向ECU模块提高四轮转向系统的电控性能,降低成本,有利于四轮转向车辆的产品化和规模化。