用于车辆紧急制动仿真的动态轮胎模型

提出一种可用于车辆紧急制动仿真的动态轮胎模型——LuGre轮胎模型。该动态模型不仅具有与经典稳态模型(如魔术公式)相似的稳态特性,可以方便地通过试验数据进行参数拟合和在线整定,而且能够精确捕捉汽车紧急制动过程中的瞬态特性,又由于采用微分方程形式来描述,更有利于开发高性能的电子制动控制系统来提高汽车的行驶安全性。得到了LuGre轮胎模型的基本特性,并分析了其在车辆紧急制动仿真中的稳态特性和动态特性。

基于ADAMS/MATLAB联合仿真的LuGre动态轮胎模型研究

轮胎作为车辆与路面接触的唯一载体,其力学特性是车辆动力学响应分析和控制的重要基础.目前仿真研究中所使用的轮胎模型多为稳态模型,不能精确地描述轮胎的动态特性.因此,将动态轮胎模型应用于车辆动力学仿真软件中,对于整车动力学仿真和研究具有重要的作用.多体动力学软件Adams中自带的轮胎摩擦模型为静态模型,它将摩擦系数视为一个静态值,而实际轮胎与路面之间的摩擦是动态变化的,应为相对速度和位移的动态函数,所以本文以基于Lu Gre动态轮胎模型,应用Matlab/Simulink软件构建动态轮胎模块,通过接口与Adams/Car连接,进行整车模型与Simulink轮胎模型的同步联合仿真,实现轮胎与路面动态接触的历程的模拟,提高车辆系统仿真的精度.

轮胎动态模型研究的进展

轮胎是汽车唯一接地部件,它提供汽车运动需要的所有驱动、转向和制动力。轮胎力学是汽车动力学的基础。汽车动力学及其控制技术的进一步发展有赖于精确的轮胎动态模型技术。该文综述了轮胎动态模型发展历史与现状,这包括:汽车操稳仿真模型、汽车舒适性仿真模型和汽车疲劳载荷仿真模型。从建模方法的角度,即基于物理的、基于实验的和基于结构的三类方法,对轮胎动态模型的优缺点进行了梳理。可以预计:轮胎动态模型的未来发展将以基于结构的先进轮胎模型为主,与汽车动力学仿真、汽车主动安全系统开发深度融合,并最终走向汽车—轮胎—道路相互作用定量化理论。

基于LuGre摩擦模型的轮胎稳态模型参数识别

研究了基于LuGre摩擦模型的轮胎稳态模型参数识别方法,用稳态轮胎试验数据获得了LuGre动态轮胎模型中的参数,得到了模型参数随垂直载荷的变化关系:静态摩擦因数与库伦摩擦因数均随载荷的增加而线性降低;纵向轮胎刚度随载荷的增加而线性增加;而侧向轮胎刚度与载荷的关系呈现非线性。识别出的参数可用于LuGre轮胎模型动态特性的研究。仿真结果表明,LuGre动态轮胎模型不仅具有与魔术公式相似的稳态特性,而且还能反映出转弯制动过程中的轮胎动态响应特性。

基于无迹卡尔曼滤波软测量技术的汽车行驶状态估计

为了有效解决电动汽车在行驶过程中的车速、质心侧偏角和横摆角速度等参数低成本测量的问题,采用无迹卡尔曼搭建了软测量算法;该算法充分考虑电动汽车动态行驶状况下非线性的影响因素,同时采用非线性的高速公路研究所动态轮胎模型对轮胎侧向力进行精确估计。通过与Car Sim动力学仿真软件进行联合仿真,对比分析验证所建立的软测量算法能够准确、实时地估计出电动汽车的运动参数。

基于车辆制动后期的纵向振动控制

车辆制动易引起乘坐不适,“点头效应”可以通过半主动/主动悬架进行控制,但制动后期的纵向振动峰值频率在3 Hz左右,处于人体敏感区域中间。文章搭建车辆纵向动力学模型,仿真并试验分析了纵向固有频率;建立动态轮胎模型和制动系统模型,设计了模型预测控制器(model predictive controller,MPC),在车速为0、2 km/h时介入MPC控制并且进行了试验验证。结果表明,在制动后期使用MPC减小制动压力,可以大幅度减小制动后期的纵向振动,制动距离恶化很小。