9、车辆控制反馈与情境意识需求分析

车辆控制反馈与情境意识需求分析

1. 车辆控制反馈特性

1.1 转向与惯性

车辆的主要力产生部件，如轮胎，通过与路面的摩擦使车辆保持在转弯弧度上。转向和转弯操作会使车辆产生惯性矩，车辆会沿着轮胎所描绘的弧线行驶。

1.2 驾驶员反馈与车辆操控

驾驶员通过车辆的转向、悬挂系统和轮胎，与车辆惯性的自然行驶方向作斗争。这种力的冲突会在车辆转弯倾斜和对齐扭矩增加时反馈给驾驶员。车辆的转向、悬挂和制动系统与车辆的移动质量始终处于对立状态。驾驶员控制这些机械系统，因此不断与这些力作斗争，机械系统承受的一些应力会通过车辆的行为（系统动力学 o(t)）和控制（控制动力学 u(t)）反馈给驾驶员。

1.3 侧向操纵与滑移

在侧向操纵中，只要轮胎与路面之间有足够的摩擦力，车辆就会沿着车轮所描绘的弧线行驶。充气轮胎总会有少量的滑移，弧线是近似的，取决于多种因素，如重量分布和驱动轮的布置（前轮驱动或后轮驱动）会改变相对滑移角。如果滑移超过一定程度，摩擦力将被完全克服，车辆会失去惯性矩并改变行驶方向。

1.4 转向不足与转向过度

• 转向不足 ：最大转弯时，前轮比后轮更容易打滑，车辆会倾向于直行，这是前轮驱动车辆的一个显著特征。驾驶员可以通过减速并更用力地转向弯道来恢复控制。在转向不足的情况下，车辆保留二阶控制的大致特征，但时间滞后会大大增加。
• 转向过度 ：后轮先失去抓地力，车尾会大幅摆动。驾驶员必须向滑行的相反方向转向来纠正滑行。转向过度时，车辆呈现出高阶控制水平的特征，这对驾驶员来说具有挑战性，因为系统