道路几何参数对车辆操纵稳定性影响

为研究道路几何参数对车辆操纵稳定性的影响,本文采用MATLAB/Simulink建立了3自由度整车动力学模型,通过数值仿真模拟,研究了车辆在不同超高、纵坡坡度以及合成纵坡下动力响应,在此基础上进一步分析了在不同车速以及前轮转角输入下,道路几何参数对车辆操纵稳定性的影响。结果表明:与水平路面相比,道路超高和纵坡坡度对车辆操纵稳定性有显著影响;然而这种影响程度又受车辆运行速度和前轮转角输入的影响,当车辆运行速度和前轮转角输入减小时,道路几何参数对车辆操纵稳定性的影响减弱。

轮胎性能对车辆操纵稳定性影响的仿真研究

本文中进行整车动力学仿真,以研究轮胎性能对车辆操纵稳定性影响。首先,对3组轮胎进行轮胎力学性能试验,利用所获得的力和力矩数据建立Unitire轮胎模型。然后,用Car Sim软件进行车辆动力学建模、仿真和试验验证。最后,利用所建车辆模型进行稳态回转试验、转向盘角阶跃试验和双移线试验,对试验数据进行分析,并客观评价了轮胎性能对车辆操纵稳定性影响。

车辆动力学和4WS车辆操纵性能控制:现状、问题和发展

1 引言车辆操纵性是决定汽车性能以及主动安全的关键之一,它研究如何保证在正常行驶情况和紧急状态时的汽车跟随驾驶员操纵指令的能力。随着电子技术和控制理论的发展,现代汽车上电子控制单元(ECU)用得越来越多,其中很大部分用于车辆操纵性能的改善。比较熟知的如ABS/TCS(Antilock Braking System/TractionControl System)系统,这两项技术分别于50年代初和80年代初在汽车上得到应用以来一直持续发展着,正逐渐成为普通轿车的标准配置。

雾天驾驶人车辆操纵行为特性及其与追尾风险相关性分析

为分析驾驶人在雾天环境下的车辆操纵行为特性及其与追尾风险的内在关系,设计并开展驾驶模拟试验,采用方差分析,混合效应模型等对晴天、雾天2种环境下驾驶人的车辆操纵行为特性进行对比分析,并利用相关性分析及二元Logistics回归模型对避撞过程中行为间的相互作用及其与追尾风险间的关系进行挖掘。结果表明:雾天环境下驾驶人的车道偏移标准差比晴天环境下大20.8%,表明雾天环境下驾驶人的车辆保持能力较差;同时,驾驶人在雾天环境下为持续获得前车视野保持的车头时距比晴天条件下小0.423 s;雾天时驾驶人在追尾避撞阶段的平均减速度是晴天时的1.1倍;受到初始车头时距的影响,雾天时驾驶人在避撞过程中的最小车头时距相较于晴天减少了0.475 s,此时最小车头时距的减少导致雾天环境下发生追尾碰撞的风险较于晴天环境增加了4.93倍。

基于GPS与转角检测的车辆操纵性能分析方法

在车辆的日常行驶中,通过操纵运动模型来分析其转向性能是车辆稳定行驶的关键。基本线性二自由模型描述了恒速时,给定转向角输入下,汽车的侧向运动和横摆运动响应。但实际行驶中,车速会随时变化,为了分析变车速下车辆的操纵性能,文中基于实验室已有的GPS和方向盘转角检测系统,测得车辆实际行驶中的车速、转向角和经纬度,然后运用四阶龙格库塔法,求解车辆运动方程在变车速下的侧向速度和横摆角速度响应,解算为车辆的位置信息后,与GPS系统测得的经纬度位置信息进行对比。实车试验结果表明,模型求解的车辆路径和GPS测量的车辆实际路径基本一致,验证了文中方法在分析操纵模型中车速变化时的车辆操纵性能的可行性。

多轴分布式驱动无人车辆极限操纵状态整车集成控制方法

包络线控制起源于航空航天工业,它提供了飞行状态的安全保障和机动边界,为飞行器控制带来了良好效果。基于8×8多轴分布式驱动无人车辆和包络线方法核心思想,提出一种将车辆推向极限的整车动力学控制器。通过建立轮胎滑移圆提出一种新的方法以用于评估车辆驱动力状态,并将轮胎滑移状态与车辆“g-g”图相结合,用来实现无人驾驶状态下逼近车辆操纵能力极限,发挥车辆动力性能与灵活性能,同时确保在轨迹跟踪时的跟踪精度,精准高效地完成平台任务。考虑外界环境不确定扰动与因素变化对极限状态下车辆稳定性影响,基于车辆横向动力学模型的稳定特性分析,获得不同条件下稳定域相平面,并探索其变化机理、归纳数学描述表达式。通过对车辆稳定相平面的分析,提出以车辆横摆力矩为输出的稳定保持控制器。针对上层控制器驱动力与横摆力矩的输出,设计下层转矩分配控制策略,通过冗余执行器的最优分配实现整车性能发挥。整车集成控制策略部署于一辆8×8原型试验车辆,在越野路面上进行多项科目测试,试验结果表明:在高速条件下,无人车在轨迹跟踪中具有更好的动力性能和安全性能。

各向异性刚度对轮胎力学特性及车辆操纵性的影响

为揭示各向异性刚度值与轮胎力学特性的关系以及对复合工况车辆操纵性的影响规律,首先,通过引入方向因子描述复合工况总切力方向,提高了UniTire对复合工况轮胎力的建模精度;然后,根据轮胎试验数据分析了不同各向异性刚度值下轮胎力学特性变化规律,建立了考虑轮胎各向异性刚度值影响的有效侧偏刚度表达式;之后,建立了考虑轮胎各向异性刚度值影响的复合工况车辆操纵性分析模型,分析了轮胎处于不同各向异性刚度值时纵向加速度对车辆操纵性的影响;最后,通过CarSim软件平台对分析结果进行了仿真验证。结果表明:当轮胎各向异性刚度强时,复合工况下不同的制动/驱动模式对车辆的操纵性影响很小;当轮胎各向异性刚度弱时,复合工况下不同的制动/驱动模式会使车辆呈现出不同的操纵性。

基于子空间方法的车辆稳态操纵性模型辨识

基于子空间辨识方法,对稳态操纵工况下的车辆动力学模型进行辨识.根据子空间算法的假设条件,构建了3自由度车辆模型,并进行系统的可辨识性论证,确定了相应的辨识模型结构.采用方向盘角阶跃输入转向回正性能试验数据进行车辆模型的辨识.辨识模型的验证采用相同车速下的实车蛇形试验数据,分别在时域和频域进行辨识和试验对比.结果显示,两者基本吻合,子空间算法能够很好地适用于线性车辆操纵动力学模型的辨识.

基于相空间三维动态稳定域的重型车辆稳定性控制策略研究

重型商用车存在转动惯量大、控制响应慢等特点。针对重型商用车,基于质心侧偏角、横摆角速度、垂向载荷转移系数设计了三维相空间分析方法,从而判断车辆的实时稳定状态。针对不同的车辆行驶状态,采用AFS控制和AFS/DYC分级控制,并基于利用附着系数设计了可拓控制方法,从而补偿前轮转角和横摆力矩的控制输出,以保证控制器在不同工况下的鲁棒性。通过TruckSim/Simulink联合仿真和硬件在环实验验证了该方法的有效性,并在仿真中通过B-ψ^(·)-LTR判断和B-ψ^(·)判断对比证明了相空间动态稳定域的优越性。仿真和实验结果表明:相比单纯以驾驶员意图操纵车辆,所设计的基于可拓H_(∞)的AFS/DYC分级控制策略可以保证车辆在不同工况下的稳定性,尤其在低附着路面上表现出更好的稳定性,可有效降低车辆在极端工况下发生交通事故的概率。

车辆动力传动自动操纵系统软件体系结构的研究

建立VPAMS软件体系结构 ,规范地开发控制系统软件 ,对于VPAMS产品线工程有着重要的意义。在介绍VPAMS工作原理的基础上 ,提出了VPAMS控制系统软件体系结构的总体框架 ,并成功应用于VPAMS样车开发 。

车辆联合动力学模型仿真分析

基于LuGre摩擦理论建立动态轮胎模型,仿真分析轮胎侧偏角和滑移率对轮胎纵向力和侧向力的影响。考虑车辆垂直载荷及转向系统的影响,搭建车辆联合动力学模型,以方向盘转角为输入、以横摆角速度和质心侧偏角为评价指标进行联合仿真分析。结果表明:车辆联合动力学模型能够较好地体现方向盘转向输入时不同路面环境及车速下车辆的动态响应情况,对复杂路面环境的车辆操纵稳定性研究具有一定的参考价值。

基于扭矩闭环的人-车协同转向舒适性控制策略研究

为了解决传统电动助力转向系统在变路面附着系数以及载荷变化工况下方向盘力矩的变化影响驾驶员舒适性的问题,提出了一种基于修正线性三自由度动力学模型的扭矩闭环人-车协同转向舒适性控制策略。首先,通过驾驶员风格辨识建立横摆角速度与车速、方向盘力矩的非线性关系;其次,根据此非线性关系与操纵动力学稳态特性得到驾驶员期望回正力矩,再通过考虑车厢侧倾以及悬架导向装置变形的修正线性三自由度模型和轮胎模型对回正力矩进行精确计算,进而构建扭矩闭环控制器;然后,经扭矩闭环控制器计算得到的补偿助力力矩与基本助力力矩进行叠加获得最终的控制力矩。最后,通过Matlab/Simulink软件建立扭矩闭环系统仿真模型,验证了修正动力学模型的准确性,同时也验证了所提出的控制策略能有效减小方向盘力矩的波动,提升了驾驶员的舒适性。

基于虚拟仪器的汽车操纵稳定性试验测试系统的实现

针对传统操纵稳定性试验数据采集与处理所存在的不足,使用NationalInstruments公司的ComponentWorks组件,实现了汽车操纵稳定性试验的测试系统,利用此系统可实时监测试验的采集数据,进行数据的处理显示、准确的再现试验过程,提高了测试的效率和精度。

液力机械传动车辆模糊换挡策略研究

为实现车辆换挡操纵的自动化 ,在车辆模型及其工作原理的基础上 ,确立了液力机械传动车辆换挡控制的原则。基于模糊理论 ,建立了由基本模糊换挡策略和模糊修正模块所组成的模糊换挡控制方案 ,并进而设计了模糊换挡策略。

履带车辆驾驶控制的遥控化研究

在对履带车辆的驾驶控制方式进行分析的基础上 ,阐述了履带车辆遥控化的关键技术——驾驶控制指令的设计与生成技术 ,以及遥控车辆的自动操纵技术。经遥控化技术改造后的履带车辆在场地试验中表现出良好的驾驶控制性能。

汽车DYC模糊PID控制方法

直接横摆力矩控制DYC(Direct Yaw-Moment Control)是提高汽车操纵稳定性特性的重要方法,其研究对于提高汽车的主动安全性具有重要意义.在深入研究汽车操纵动力学和先进控制理论的基础上,设计了具有智能积分模块的模糊PID(Proportion-Integral-Dif-ferential)控制器,将该控制方法应用于DYC控制.建立了能够反映车辆转向工况基本动力学性质的车辆动力学模型,在Simulink环境下对开发的智能积分模糊PID控制器进行了仿真测试与分析.仿真结果验证了算法的可行性和有效性,表明智能积分模糊PID控制方法可以实现较为理想的DYC控制效果,在该领域具有良好的应用前景.

基于LMS自适应滤波的模糊控制主动悬架研究

以车辆操纵稳定性及行驶平顺性为控制目标 ,根据路面 -车辆系统的特点 ,提出一种在线可调整的模糊控制算法 ,利用LMS自适应模块调整模糊控制器的自调整因子 ,改善单一模糊控制算法对专家先期经验的依赖。针对简化的车辆模型 ,以路面信号作为激励源 ,进行悬架系统的振动控制研究 。

汽车电子稳定程序控制策略的研究

利用ADAMS/Car软件建立某轿车的多刚体动力学模型,并分别提出滑膜变结构控制、PID控制、模糊控制三种控制策略,通过Matlab软件中的Simulink构建控制模块,联合ADAMS/Car建立的轿车多刚体动力学模型进行控制对比仿真试验。仿真结果表明:所采用的控制策略是有效的,可有效改善汽车操纵稳定性;同时,通过比较发现,三种控制策略各有优缺点,从控制效果来看,滑膜变结构控制相对要好一些,但PID控制模型简单,不需要精确的数学模型且易于实现。

考虑转向意图的分布式电驱动汽车横摆稳定性控制

为提高分布式驱动电动汽车极限工况下的操纵稳定性,提出考虑驾驶员转向意图的四轮力矩矢量控制(TVC)策略。该控制策略利用方向盘转角识别驾驶员转向意图,并根据经验驾驶员操作特性调节车辆稳定性因数,建立含转向意图的横摆角速度期望模型。控制器采取分层式模型跟踪控制方式,上层运动控制器采用模型预测控制,决策附加横摆力矩,下层控制分配器通过二次规划的最优分配,得到四轮转矩作为控制量保持车辆对目标的跟随。最后基于CarSim&Simulink联合仿真平台,在双移线工况下对控制策略进行仿真验证。结果表明:考虑驾驶员转向意图的TVC策略可有效减小驾驶员极限工况下的操作负荷,进一步提高车辆操纵稳定性。

Optimization of suspension system of heavy off-road vehicle for stability enhancement using integrated anti-roll bar and coiling spring mechanism

Short suspension system has an indispensable effect on vehicle handling and ride,so,optimization of vehicle suspension system is one of the most effective methods,which could considerably enhance the vehicle stability and controllability.Motion control,stability maintenance and ride comfort improvement are fundamental issues in design of suspension system of off-road vehicles.In this work,a dependent suspension system mostly used in off-road vehicles is modeled using Trucksim software.Then,geometric parameters of suspension system are optimized using integrated anti-roll bar and coiling spring in a way that ride comfort,handling and stability of vehicle are improved.The simulation results of suspension system and variations of geometric parameters due to road roughness and different steering angles are presented in Trucksim and effects of optimization of suspension system during various driving maneuvers in both optimized and un-optimized conditions are compared.The simulation results indicate that the type of suspension system and geometric parameters have significant effect on vehicle performance.