运用Lyapunov指数方法的车辆横向运动混沌分析及其滑模变结构控制

作     者：陈无畏 张荣芸 赵林峰 汪洪波 黄鹤 杨军 CHEN WuWei;ZHANG RongYun;ZHAO LinFeng;WANG HongBo;HUANG He;YANG Jun

作者机构：合肥工业大学机械与汽车工程学院合肥230009 

基　　金：国家自然科学基金(批准号:51075112 51175135 51375131 51305118) 安徽省自然科学基金(批准号:2013AKZR0077)资助项目 

出 版 物：《中国科学：技术科学》 (Scientia Sinica(Technologica))

年 卷 期：2014年第44卷第9期

页      码：979-990页

摘      要：建立了考虑车辆横摆、侧向以及侧倾运动的3自由度非线性整车模型;运用Lyapunov指数方法对所建立的非线性整车模型进行了混沌的数值仿真分析.通过最大Lyapunov指数图和分岔图发现,车辆的横向运动非常复杂,包含了倍周期、拟周期以及混沌运动,对于车辆极限工况时的横向运动稳定性是不利的.利用滑模变结构控制(sliding mode variable structure control,SMVSC)方法,设计了SMVSC控制器,对车辆横向运动中的混沌进行了控制.为了减少SMVSC控制系统的抖振,进一步提高车辆在极限工况下行驶的横向运动稳定性,采用了幂次趋近律,利用模糊控制的方法实现了趋近律的自适应策略.最后将所设计的自适应趋近律的SMVSC系统在Matlab中进行了仿真,并将未加控制,SMVSC控制以及自适应趋近SMVSC控制三种仿真结果进行了对比分析,发现采用了自适应趋近的SMVSC控制对混沌的控制效果比其他的都要好,有效抑制了车辆横向运动中的混沌,显著提高了车辆在极限工况下行驶的横向稳定性,充分证明了该控制策略是有效的.

主 题 词：车辆横向运动 混沌 分岔 自适应趋近律 滑模变结构控制 

学科分类：08[工学] 082304[082304] 080204[080204] 0802[工学-机械学] 0823[工学-农业工程类] 

核心收录：

D　O　I：10.1360/N092014-00080

馆 藏 号：203304851...