基于图解法的三轴车辆操纵稳定性分析

三轴车辆车身长、轴载大、行驶工况复杂,这使得三轴车辆的操纵稳定性相对较差。考虑轮胎侧偏角超过5°后,轮胎呈现出较强的非线性特性,分别在线性域和非线性域内对车辆操纵稳定性进行分析。建立整车模型以及线性和非线性轮胎模型;在线性域内,基于根轨迹法研究某三轴车辆结构和状态参数对其操纵稳定性的影响;在非线性域内,基于相平面法分析三轴车辆操纵稳定性与其行驶工况的关系;最后,分析三轴全轮转向车辆的控制机理及其操纵稳定性,为三轴全轮转向车辆的设计和控制提供参考。

三轴车辆全轮转向最优控制

为提高三轴车辆在正常行驶工况下的操纵稳定性,综合考虑车辆的低速和高速转向性能,提出了三轴车辆全轮转向最优控制策略。建立了三轴全轮转向车辆的线性2自由度模型,分别制定了车辆低速和高速时的控制目标并建立了相应的理想模型,应用线性二次型最优控制中的状态调节器理论,采用前馈加状态反馈跟踪理想模型的控制方法设计了全轮转向最优控制系统,最后利用MATLAB/Simulink建立了控制系统仿真模型,对控制系统在不同车速下的控制性能进行了仿真。结果表明,全轮转向最优控制方法低速时可使车辆具有所在车速下的最小转弯半径,高速时在改善车辆稳定性的同时不增加驾驶员的操作负担。

三轴车辆全轮转向滑模控制器设计

为深入研究三轴全轮转向车辆的动力学行为,建立了考虑车轮非线性特性和车辆载荷变化的整车模型。为提高三轴全轮转向车辆的操纵稳定性,以三轴双前桥转向车辆横摆率和零质心侧偏角为理想跟踪目标,基于滑模变结构控制理论,设计了三轴车辆全轮转向滑模控制器。对比了双前桥转向车辆、零质心侧偏角比例控制全轮转向车辆和滑模控制全轮转向车辆在不同工况下的响应性能,结果表明:设计的全轮转向滑模控制器可将车辆质心侧偏角控制在较小范围,能很好地跟随车辆理想横摆角速度,同时还能够较好地抵抗侧向风和路面条件变化的干扰。

三轴车辆全轮转向系统方案设计与性能仿真

以某三轴车辆底盘为原型,通过对其转向系统的改进,设计了一套液力驱动的全轮转向系统.建立了多轴车辆的三自由度全轮转向数学模型,并阐述了多轴车辆全轮转向最优控制策略.以设计的三轴车辆全轮转向系统为例,对比分析了不同转向工况下,双前桥转向车辆与最优控制全轮转向车辆的质心侧偏角、横摆角速度、车身侧倾角、车身侧倾角速度.分析结果表明:基于最优控制的全轮转向系统,可以较好地提高三轴车辆的低速机动性和高速稳定性.分析结果为全轮转向控制器的开发打下了基础.

结构参数变化对三轴车辆操纵稳定性的影响分析

多轴车辆由于轴数多、车身长、载重量大,其转弯半径大,高速转向时容易甩尾,稳定性差,为提高多轴车辆低速时的机动灵活性和中高速的稳定性,三轴车辆为研究对象,建立了二自由度操纵稳定性模型,对由于车辆结构变化引起的质心、转动惯量等参数进行了重新计算,分析了轴距、侧偏刚度等结构参数的变化对车辆操纵稳定性的影响。根据分析结果对车辆的改装提出了合理的设计建议。另外还分析了二轴车辆改装成三轴车辆后,后轴距的变化对车辆性能的影响。

三轴车辆全轮转向模型预测控制研究

针对由于控制参数和外界环境不确定而导致的线性全轮转向控制器控制精度不高的问题,研究了对模型精度要求低、能处理多约束问题和鲁棒性较好的全轮转向模型预测控制算法。构建车辆数学模型、UA轮胎模型,设计全轮转向模型预测控制器,并选取典型工况,对比分析了基于模型预测控制的全轮转向车辆、线性控制全轮转向车辆和原双前桥转向车辆的响应特性。结果表明:模型预测控制算法对车轮刚度摄动和外界侧风干扰具有较好的鲁棒性,车辆控制效果较好。

三轴车辆全轮转向操纵稳定性仿真分析

建立并分析了某三轴车辆全轮转向二自由度模型及其运动微分方程,分析了整车在质心零侧偏角比例控制策略下的转向中心位置以及2、3轴转角比例系数与车速的关系,分析了整车的稳态横摆角速度增益。建立了三轴车动力学仿真模型,结合控制策略对比仿真了2WS车和6WS车在不同车速下的瞬态响应。分析结果表明,采用质心零侧偏角比例控制策略有利于提高三轴车低速转向时的机动性和高速转向时的操纵稳定性。

三轴车辆全轮转向控制系统研究

以三轴全轮转向车辆为对象进行了转向控制系统分析,建立了三轴车辆转向二自由度单轨模型,利用MATLAB/Simulink,基于零质心侧偏角控制目标,分别采用定前后轮转角比控制方法和模糊控制方法进行了转向控制系统时域仿真,并与前两轴转向车辆进行了对比.结果表明:采用全轮转向技术,减少了车辆低速转向时的转向半径,提高了高速转向稳定性.

三轴车辆电控液压式全轮转向系统设计与控制

针对某型三轴车辆低速机动性不好、高速稳定性差的问题,通过对原车转向助力系统进行深入研究,设计了一套电控液压式全轮转向系统。针对全轮转向系统控制器设计难的问题,建立了车辆三自由度全轮转向数学模型,设计了全轮转向比例前馈和模糊控制反馈控制器。分别选取前轮转角为3°角阶跃输入,车速为20,80 km/h两种转向工况,对全轮转向车辆与原双前桥转向车辆进行对比仿真研究。结果表明:所设计的全轮转向控制器能够改善车辆各状态参数的响应特性,降低车辆侧滑几率,提高车辆低速机动性和高速操纵稳定性。

三轴车辆转向制动稳定性控制器设计与仿真

三轴车辆高速在转向中,若对车辆进行制动,将会导致车辆各车轮垂直载荷重新分配,垂直载荷的变化导致车辆外侧车轮侧向力增加,而内侧车轮的侧向力则会减少,这都将导致车辆打破原有的平衡而出现过度转向和车辆甩尾侧滑,因此需要一个转向制动控制系统来保证车辆的行驶稳定性。基于此,运用模糊控制理论设计了一个横摆力矩控制器并拟定了该控制器与ABS系统协同作用时的控制策略,经过仿真分析得到了该系统能够有效维持车辆稳定的结论。

三轴车辆行驶中的车轮垂直载荷转移计算研究

本文讨论了三轴车辆在存在加速度情况下的各车轮垂直载荷转移的变化，确立了多轴车辆各车轮垂直载荷计算的方法，为整车动力学仿真模型的建立打下基础。

三轴车辆行驶中的车轮垂直载荷转移计算研究

根据所涉及的三轴轮式装甲车辆转向制动工况行驶稳定性研究中动力学模型的建立,讨论了三轴车辆在存在加速度情况下的各车轮垂直载荷转移的变化。确立了多轴车辆各车轮垂直载荷计算的方法,为整车动力学仿真模型的建立打下基础。

三轴车辆全轮转向系统设计及转向性能分析

为减少多轴车辆低速转向时的转向半径,以某6×6前四轮转向车辆为研究对象,提出全轮转向系统的改装方案。建立全轮转向三轴车辆的二自由度模型,基于质心零侧偏角比例控制策略,推导转向中心到前轴的距离、转向半径等公式。运用MATLAB软件,对全轮转向车辆的转向性能进行仿真分析。结果表明:采用全轮转向技术能减少车辆低速转向时的转向半径,提高车辆的机动灵活性。

三轴车辆多轮转向控制策略分析

为了提高多轴车辆低速机动性和高速稳定性,以三轴商用车为研究对象,建立了三轴车辆转向的二自由度(2-DOF)动力学模型,基于Simulink设计了前/中轴机械转向+后轴比例控制转向、前轴机械转向+中/后轴比例控制转向2种控制策略,并分析了在前轮角阶跃输入下质心侧偏角、横摆角速度及侧向加速度随时间变化规律。

三轴全轮转向车辆水平集成控制研究

为提高三轴全轮转向车辆高速操纵稳定性,提出了全轮转向和横摆力矩的水平集成控制方法,分别设计上层协调控制器以及下层执行控制器。基于建立的18自由度车辆模型、轮胎载荷分配模型和Dugoff非线性轮胎模型,对车辆低附着路面转向和紧急避障转向工况进行了仿真研究。仿真结果表明:设计的水平集成控制器可以较为显著地提高车辆的操纵稳定性和主动安全性,能够实现对理想模型的良好跟踪。

三轴车辆多模式全轮转向控制系统设计

针对三轴车辆全轮转向控制系统的设计问题,提出了一种具有多种转向模式的全轮转向控制系统。首先,建立了三轴车辆的基础运动学模型和动力学模型,并提出了全轮转向控制系统的4种转向模式;然后,针对不同转向模式,分别进行了系统控制算法研究和车辆转向性能分析;最后,通过分析转向模式应用范围和相互关系,将转向模式简化为3种,并给出了三者的切换条件。研究结果为三轴车辆全轮转向控制系统的实车应用提供了参考。

不同转向模式的多轴转向车辆性能分析

为解决重型车辆转向时的低速机动性和高速稳定性的问题,提出了多轴动态转向技术,并以三轴车辆为研究对象进行分析。首先建立多轴转向的二自由度车辆模型以及运动微分方程,为提高车辆的稳定性,以零质心侧偏角为目标,推导各轴间的转角比例系数及有关的状态空间矩阵、传递函数,使用MATLAB软件对不同转向模式下的操纵稳定性进行了稳态响应、瞬态响应以及频域响应的仿真。通过分析比较,说明采用多轴动态转向技术,车辆在转向时具有低速机动性高、高速稳定性好的特点。

基于虚拟样机技术的多轴转向车辆建模与仿真分析

为提高目前多轴转向车辆模型的精确度,以三轴车辆为研究对象,利用虚拟样机技术,在ADAMS/CAR中建立了三轴全轮转向车辆的动力学模型,依据三轴全轮转向车辆的零质心侧偏角转角控制策略,对全轮转向进行了相应设置。为验证车辆的操纵稳定性能,对其进行了仿真分析,主要考查其在低速大转角和高速小转角行驶情况下的响应特性,并与传统的前轮转向车辆进行了对比,结果表明全轮转向车辆在低速转弯时机动性高,中高速转向时稳定性好。

三轴电控电动式全轮转向系统设计与控制研究

系统方案的合理确定和控制算法的选择是三轴车辆全轮转向系统设计过程中的两个关键问题。首先针对三轴车辆全轮系统方案确定问题,设计了一套电控电动式的全轮转向系统,并对系统涉及的关键环节进行了分析。同时,针对通常采用的零侧偏角比例控制全轮转向系统,高速转向时车辆横摆角速度增益过小,系统鲁棒性不好的问题,基于鲁棒控制理论,设计了零侧偏角比例控制前馈和H2/HH?鲁棒控制反馈的全轮转向控制器,并对车辆性能和车轮转角情况进行了仿真分析,仿真结果表明:鲁棒控制器能够保证车辆具有较为理想的质心侧偏角和横摆角速度,同时,相比而言,车辆状态参数响应和收敛速度更快,中后轴车轮转角更小。

基于转向模式切换的三轴独立转向车辆路径跟踪控制研究

三轴独立转向车辆广泛应用于特种领域,并逐渐向无人化、智能化发展,路径跟踪控制方法是其中的重要研究内容。三轴独立转向车辆相较于传统车辆具有更加复杂的转向行为,因此在路径跟踪控制过程中需要充分的考虑其转向特性带来的影响。针对三轴独立转向无人车辆在路径跟踪过程中的转向控制问题,基于理论力学和轮胎魔术公式建立多自由度模型,对比不同转向模式下横向位移和横摆角变化差异。然后,以实车响应数据作为参考,采用非支配排序遗传算法II(Non-dominated sorting genetic algorithm II,NSGA-II)优化多自由度模型参数,并通过模型仿真获取数据集。通过BP神经网络(Back-propagation network)制定转向模式切换策略,最终将模式切换策略引入模型预测控制器,仿真试验和实车试验结果表明,三轴独立转向车辆在路径跟踪过程中通过转向模式切换可以有效提高跟踪精度。