9、车辆控制反馈特性与情景意识需求分析

车辆控制反馈特性与情景意识需求分析

1. 车辆控制反馈特性

1.1 驾驶反馈、底盘设计与车辆操控

驾驶者通过车辆的转向、悬挂系统和轮胎，对抗车辆惯性的自然行驶方向。这种力的冲突在车辆转弯倾斜和对齐扭矩增加时反馈给驾驶者。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。驾驶者控制这些机械系统，因此不断对抗这些力，而这些机械系统承受的部分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)）反馈给驾驶者。

在横向操纵中，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。充气轮胎总会有小幅度的打滑，所以弧线只是近似的，并且取决于多种因素。重量分布与驱动轮（前轮驱动或后轮驱动）的配置相结合，会改变相对滑动角度。如果打滑超过一定程度，摩擦力就会被完全克服，这可能是由于行驶过快时转向过猛导致的。在这种情况下，车辆会失去惯性矩，并转向其他瞬时速度方向，大致与车辆旧轨迹所描述的虚拟弧线相切，但会因重量分布、动力传输等因素导致的每个车轮的相对滑动角度而改变。

1.2 转向不足与转向过度

• 转向不足 ：当最大转弯时前轮比后轮打滑更多，就会出现转向不足。在这种情况下，车辆的惯性会先克服前轮对路面的抓地力，车辆往往会直行。前轮驱动车辆由于质量分布在前部，且前轮的总抓地力需要分配给转弯、转向、牵引和大约 70%的制动，因此转向不足是其显著特征。驾驶者可以通过减速并更用力地向弯道内转向来恢复这种情况。转向不足时，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 ：如果后轮先失去抓地力，则称