检索结果-内蒙古大学图书馆

汽车工程 2019年第9期41卷 1065-1072,1087页

作者：李玲姚喜贵施树明宁波工程学院机械工程学院宁波315336 吉林大学交通学院长春130022

针对现有自主车队车辆模型不能反映轮胎非线性对车辆稳定性的影响问题,本文中利用其有效性已得到验证的5自由度车辆模型(纵向速度、侧向速度、横摆角速度、前轮转动角速度和后轮转动角速度),分别采用线性和非线性轮胎模型,分析不同初始... 详细信息

针对现有自主车队车辆模型不能反映轮胎非线性对车辆稳定性的影响问题,本文中利用其有效性已得到验证的5自由度车辆模型(纵向速度、侧向速度、横摆角速度、前轮转动角速度和后轮转动角速度),分别采用线性和非线性轮胎模型,分析不同初始跟随车速条件下,自主车队系统的动力学特性和稳定性。结果表明,轮胎的非线性严重影响高速跟随行驶中自主车队系统的稳定性,并导致跟随行驶车辆的失稳。

关键词： 5自由度车辆模型自主车队系统非线性轮胎模型跟随控制器车辆稳定性

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基于SIMULINK的参数化车辆模型及其实验验证

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仪器仪表学报 2006年第z1期27卷 98-99,104页

作者：李剑峰高利刘碧荣北京理工大学交通工程系北京100081

建立了基于非线性轮胎侧偏特性的四轮车辆数值模型,考虑了轮胎垂直载荷的侧向转移,用该模型仿真计算了车辆的横摆角速度响应和侧向加速度响应并与陀螺仪测量的实验车数据进行了对比。实验结果表明,该车辆模型可为车辆设计人员提供设计... 详细信息

建立了基于非线性轮胎侧偏特性的四轮车辆数值模型,考虑了轮胎垂直载荷的侧向转移,用该模型仿真计算了车辆的横摆角速度响应和侧向加速度响应并与陀螺仪测量的实验车数据进行了对比。实验结果表明,该车辆模型可为车辆设计人员提供设计参考依据,也可用于车辆控制器的设计等。

关键词：车辆模型非线性轮胎模型侧向响应

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基于质心侧偏角估计的车辆侧向稳定性T-S模糊H_∞控制

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机械设计 2018年第3期35卷 67-74页

作者：汪选要张海伦叶友东安徽理工大学机械工程学院安徽淮南232001 合肥工业大学汽车与交通工程学院安徽合肥230009

设计了新的车辆质心侧偏角观测器,对于采用非线性轮胎模型的车辆模型设计了基于观测器的稳定性控制器。将T-S模糊建模技术应用于非线性Dugoff轮胎模型的车辆侧向动力学,T-S模糊模型中以横摆角速度误差作为模糊前件变量用来近似地反映非... 详细信息

设计了新的车辆质心侧偏角观测器,对于采用非线性轮胎模型的车辆模型设计了基于观测器的稳定性控制器。将T-S模糊建模技术应用于非线性Dugoff轮胎模型的车辆侧向动力学,T-S模糊模型中以横摆角速度误差作为模糊前件变量用来近似地反映非线性状态的程度并用来判断车辆是否处于线性或非线性区域。考虑轮胎侧偏刚度的不确定性,设计了基于鲁棒横摆力矩控制器的非线性观测器,以提高车辆操纵稳定性并将观测器和基于观测器的控制器设计问题转化为线性矩阵不等式(Linear Matrix Inequalities,LMIs)约束问题。基于Car Sim/Simulink数值仿真以验证设计方法的有效性,仿真结果表明,对于双移线(Double Lane Change,DLC)和J-turn工况所设计的控制器比Car Sim/ESC更能有效地控制车辆质心侧偏角,提高了车辆操纵稳定性,所得结果为T-S模糊H∞控制在车辆工程中的实际应用提供了参考。

关键词： T-S模糊建模质心侧偏角估计横摆稳定性控制非线性轮胎模型

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悬架转向系统高频耦合振动的模拟分析

悬架转向系统高频耦合振动的模拟分析

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作者：敖策划吉林大学

学位级别：硕士

随着人们对于汽车要求的不断提高,消费者不仅关注汽车的可靠性,而且也关注汽车驾驶乘坐的体验感。车辆振动是直接影响到驾乘者体验感的主要性能之一,其中方向盘抖动是影响到驾驶员驾车感受的重要影响因素。转向轮高速摆振引起的悬架转... 详细信息

随着人们对于汽车要求的不断提高,消费者不仅关注汽车的可靠性,而且也关注汽车驾驶乘坐的体验感。车辆振动是直接影响到驾乘者体验感的主要性能之一,其中方向盘抖动是影响到驾驶员驾车感受的重要影响因素。转向轮高速摆振引起的悬架转向系统的振动以及方向盘的振动严重影响了消费者的驾驶体验,而且还会带来很多操控、跑偏、影响零件寿命等不良的问题。本文基于本课题组资源以及与企业合作的优势,利用ADAMS对转向轮摆振引起的悬架转向系统高频耦合振动进行了模拟分析。本文具体研究工作如下:1、本文首先介绍了MF非线性轮胎模型基本参数以及参数的识别试验方法,然后根据试验数据,进行轮胎模型的参数辨识,最后对得到的轮胎模型进行了扩展仿真,保证模型在任意载荷任意工况下的计算精度。为后续车辆模型匹配的非线性轮胎奠定基础。2、基于非线性轮胎模型,首先建立了忽略悬架系统和转向系统具体结构的转向轮单自由度摆振模型和摆振动力学方程。然后分别在Simulink软件和ADAMS软件中对所建立的模型进行对比研究。最后为分析自激摆振对轮胎力所做功,提出了强迫摆振和强迫侧偏两种运动的概念,通过对比两种考虑轮胎侧偏特性的不同轮胎运动方式,分析两种运动的轮胎力所做功,并对结果进行分析。分析结果表明轮胎在摆振运动中做正功,不断吸收能量体现轮胎负阻尼效应,所以发生轮胎自激型摆振。3、悬架转向系统高频耦合振动试验进行,首先通过第一次试车场路面场地试验,初步选定高速摆振样车,基于试验数据的频域分析,发现该车每种速度段下的振动频率与该速度下轮胎每秒转过的圈数基本相差不大。然后为排除其他因素的干扰,更好的控制试验效果,在室内整车转鼓试验台上进行单边40g质量块不同速度下的试验,为第五章模型验证提供数据支持。最后对试验数据进行频谱分析,确定各个测点振动的主要振动方向,为第五章模型仿真数据与试验数据对比提供方向。4、悬架转向系统高频耦合振动模型建立,首先介绍了建模相关问题的处理,包括转鼓路面模型的处理、轮胎转动惯量的处理、整车固定方式模拟处理、悬架刚度阻尼非线性因素以及衬套的模拟。然后进行了悬架转向系统耦合多体动力学模型的建模。其次将所建立模型与试验数据进行比较。结果表明,车辆以速度为90km/h、100km/h、110km/h匀速行驶时的仿真曲线与试验数据曲线基本吻合,说明该模型精度较好。最后在该模型的基础上进行了轮胎高速均匀性对车辆高速摆振的影响分析,结果表明在各速度段下的基频仿真值和试验所测振动频率非常接近,高速下无论有无不平衡质量作用在轮胎上,都会产生转向轮的高速摆振成分,只是抖动效果是否明显。当轮胎几何不均匀或者刚度不均匀或者两者共同作用效果,引起轮胎力波动达到一定值时,对高速摆振影响很大,方向盘抖动非常明显。

关键词：非线性轮胎模型自激摆振机理负阻尼效应多体动力学模型高速均匀性

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考虑驾驶员预瞄特性的车辆路径跟踪控制研究

考虑驾驶员预瞄特性的车辆路径跟踪控制研究

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作者：孙铭鸿南京航空航天大学

学位级别：硕士

为了提高智能车辆在复杂多变场景中的路径跟踪能力和车辆稳定性,提升车辆的智能化程度,推进车辆的智能化发展,故积极对智能车辆的路径跟踪控制进行研究。首先,考虑到车辆在较差路面条件、较高车速等情况下轮胎力会进入非线性区,进而导... 详细信息

为了提高智能车辆在复杂多变场景中的路径跟踪能力和车辆稳定性,提升车辆的智能化程度,推进车辆的智能化发展,故积极对智能车辆的路径跟踪控制进行研究。首先,考虑到车辆在较差路面条件、较高车速等情况下轮胎力会进入非线性区,进而导致路径跟踪效果变差,设计了一种基于非线性轮胎模型的模型预测算法(Model Predictive Control,MPC)控制器,轮胎力的表达方式不采用简化的线性刚度表达式,而是直接采用魔术公式复合函数关系式。采用泰勒级数展开和一阶差商的方法进行连续化、离散化处理,采用复合函数的偏导数进行矩阵变换,控制量为前轮转角,输出量为车辆横摆角和车辆横向位置。通过Carsim/Simulink的联合仿真,结果显示设计的控制器比常规线性表达的控制器性能更优。接着,考虑驾驶员预瞄特性的影响,建立了两点预瞄驾驶员-车辆闭环系统,在两点模型中,通过预瞄近点获取侧向位移偏差来调整车辆的转向动作,通过预瞄远点获取远方的道路曲率来为下一时刻的转向做准备。不同的驾驶员具有不同的预瞄反应时间、不同的神经肌肉延迟和不同的操纵行为,对车辆的影响也是不同的,故将两点预瞄驾驶员特性模型作为状态量加入至预测模型中,前轮转角仍作为控制量。通过Carsim/Simulink的联合仿真,设计了不同曲率的参考路径,选取了两种不同参数表征的不同熟练度的驾驶员模型,结果显示不同驾驶员模型对车辆的影响不同,考虑熟练驾驶员模型的控制器性能效果更优。然后,为了验证第二章和第三章所设计控制器的实际效果,进行了硬件在环试验,搭建了基于NI-PXI和d Space的硬件控制系统的在环试验台架,对试验方案进行了设计和详细说明,将设计好的MPC控制器模型下载到d Space的Micro Auto Box之中,通过Lab VIEW-RT和Carsim的联合仿真,根据PXI的CAN通信传来的车辆状态和道路信息计算出主动转向角,并配合底层控制器驱动电机完成主动转向。试验结果验证了第二章和第三章所设计的控制器的性能效果。最后,考虑到实际道路上存在障碍物的问题,设计了“局部轨迹重新规划+全局路径跟踪控制”的两层控制体系。在规划器中考虑车辆点质量模型和单点预瞄驾驶员模型,设计了避障惩罚函数,同驾驶员模型一起加入至目标函数中进行求解,规划器实时规划出拟合的五次多项式曲线路径,曲线路径传入至MPC控制器中实现跟踪控制,控制器中预测模型为车辆动力学模型和单点预瞄驾驶员模型。通过Carsim/Simulink的联合仿真验证了控制体系的有效性,不同的驾驶员模型均能实现避障任务和全局路径跟踪任务,且考虑熟练驾驶员模型的控制器性能更优。

关键词：模型预测控制路径跟踪非线性轮胎模型驾驶员特性避障控制

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汽车四轮转向系统转向特性的研究

汽车四轮转向系统转向特性的研究

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作者：胡国强武汉理工大学

学位级别：硕士

随着当今社会的发展、技术的进步,道路安全得到了人们更高的重视,为了保证行车安全,汽车的操纵稳定性也受到了重视。四轮转向技术是一种可以使前后轮同时改变方向的技术,后轮可以独立进行转向。低速时,前后轮异相转向,可以减小汽车的转... 详细信息

随着当今社会的发展、技术的进步,道路安全得到了人们更高的重视,为了保证行车安全,汽车的操纵稳定性也受到了重视。四轮转向技术是一种可以使前后轮同时改变方向的技术,后轮可以独立进行转向。低速时,前后轮异相转向,可以减小汽车的转弯半径,提高汽车的机动性和灵活性：高速时,前后轮同相转向,可以提高汽车的循迹能力,提高汽车的行驶稳定性。首先,简要介绍了本文的选题的背景及意义,概括了近年来汽车四轮转向系统的国内外研究现状及发展趋势,简述了本文的主要研究工作。其次,建立了线性二自由度四轮转向模型,建立了轮胎侧偏特性非线性模型,在matlab/simulink平台下,建立了非线性二自由度四轮转向车辆模型。再次,介绍了四轮转向车辆的特性,对四轮转向车辆的操纵稳定性评价指标进行了分析,包括四轮转向车辆对前轮角阶跃输入的瞬态及稳态响应,又对四轮转向车辆与前轮转向车辆运动进行比较,结果表明四轮转向的操纵稳定性比前轮转向好很多。对四轮转向车辆线性和非线性运动比较分析,结果表明线性和非线性具有一致性。第四章分别对前后轮转角比控制、比例于横摆角速度反馈、比例控制与横摆角速度反馈控制的联合控制三种经典的控制方法进行比较分析,发现了比例控制与横摆角速度反馈控制的联合控制优于前两种控制方法。然后分析了不同结构参数对汽车操纵稳定性的影响。为了改善比例前馈和横摆角速度反馈控制在高速转向时,汽车横摆角速度和侧向加速度下降过大的问题,减轻驾驶员的驾驶负担,加入附加横摆力矩,引入了线性二次型最优控制,建立加入附加横摆力矩的四轮转向线性二自由度模型,设计了车辆转角和横摆力矩线性最优控制系统并建立了simulink模型,仿真结果解决了稳态横摆角速度和侧向加速度下降过大的问题。考虑到轮胎的侧偏特性等非线性因素,引入了模糊控制,并设计了基于横摆角速度反馈控制系统,并将其与其他控制方法进行比较,验证了模糊控制可应用于非线性四轮转向车辆,也可解决稳态横摆角速度和侧向加速度下降过大的问题,改善车辆的操纵稳定性。最后设计了车辆转角和横摆力矩非线性模糊控制系统并建立了simulink模型,仿真结果更符合实际。

关键词：四轮转向非线性轮胎模型操纵稳定性最优控制模糊控制

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用模糊逻辑控制(ABS)系统改善制动性能和方向稳定性

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传动技术 2010年第4期24卷 13-22,36页

作者： Yigit Yazicioglu Y.Samim Unlusoy 刘青 Mechanical Engineering Department Middle East Technical Uni-versity Ankara Turkey

ABS系统设计了一简单有效的模糊逻辑控制,可改善汽车制动时的制动性能,以及在均匀和不均匀(μ-分离表面)的摩擦表面上的转向制动的机动性。该系统由前后两工作控制器组成。第一控制器工作于纵向滑动,第二控制器负责车辆侧向滑动控制。... 详细信息

ABS系统设计了一简单有效的模糊逻辑控制,可改善汽车制动时的制动性能,以及在均匀和不均匀(μ-分离表面)的摩擦表面上的转向制动的机动性。该系统由前后两工作控制器组成。第一控制器工作于纵向滑动,第二控制器负责车辆侧向滑动控制。在非线性轮胎特性的四轮非线性车辆模型上实行模糊逻辑控制。同时与没有模糊逻辑控制ABS系统的车辆模型比较,评估控制器性能。

关键词： ABS:抗侧滑制动系统模糊逻辑控制非线性车辆模型非线性轮胎模型车辆动力学仿真

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车辆质心纵向位置变化对车辆侧向响应的影响

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现代制造工程 2006年第3期 112-113,97页

作者：李剑峰高利北京理工大学交通工程系北京100081

建立基于非线性轮胎侧偏特性的四轮车辆数值模型,考虑轮胎垂直载荷的侧向转移,用该模型计算车辆转向角阶跃输入下的侧向速度和横摆角度速度响应,计算结果表明,侧向速度稳态值随车辆质心纵向位置近似成指数关系变化,随着车辆质心的前移,... 详细信息

建立基于非线性轮胎侧偏特性的四轮车辆数值模型,考虑轮胎垂直载荷的侧向转移,用该模型计算车辆转向角阶跃输入下的侧向速度和横摆角度速度响应,计算结果表明,侧向速度稳态值随车辆质心纵向位置近似成指数关系变化,随着车辆质心的前移,侧向速度的响应越快,但超调量也随之增加。

关键词：侧向动力学车辆模型非线性轮胎模型侧向响应

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车辆侧向响应特性的多参数影响分析

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辽宁省交通高等专科学校学报 2007年第2期9卷 80-82页

作者：马志宝辽宁省交通高等专科学校辽宁沈阳110122

建立了基于非线性轮胎侧偏特性的四轮车辆数值模型,考虑了轮胎垂直载荷的侧向转移,用该模型计算了车辆转向角阶跃输入下的侧向速度和横摆角速度响应,计算结果表明车辆质心纵向位置对车辆侧向响应特性具有较大的影响,而车辆转动惯量和轮... 详细信息

建立了基于非线性轮胎侧偏特性的四轮车辆数值模型,考虑了轮胎垂直载荷的侧向转移,用该模型计算了车辆转向角阶跃输入下的侧向速度和横摆角速度响应,计算结果表明车辆质心纵向位置对车辆侧向响应特性具有较大的影响,而车辆转动惯量和轮间距对车辆侧向响应特性几乎没有影响。车辆响应特性随车辆质心纵向位置约呈指数关系变化,车辆质心越向前移,横摆角速度的响应也越快但超调量也随之增加。

关键词：车辆参数车辆模型非线性轮胎模型侧向响应

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全拖挂车的非线性稳定性分析

全拖挂车的非线性稳定性分析

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第十五届全国非线性振动暨第十二届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议

作者：杨杰陈宁南京林业大学机械电子工程学院

全拖挂车的载货量和行驶速度随着技术的进步而逐渐提高,在行驶过程中容易发生"折叠"、"甩尾"、"横向摆振"等不稳定现象,因此有必要对全拖挂车的操纵稳定性进行分析。本文考虑了牵引车的侧向运动和横摆运... 详细信息

全拖挂车的载货量和行驶速度随着技术的进步而逐渐提高,在行驶过程中容易发生"折叠"、"甩尾"、"横向摆振"等不稳定现象,因此有必要对全拖挂车的操纵稳定性进行分析。本文考虑了牵引车的侧向运动和横摆运动,车厢侧向运动和横摆运动,建立了全拖挂车的非线性车辆模型,并基于非线性动力学理论,对全拖挂车的动力学方程进行稳定性分析。在低速条件下的横向摆振是一个逐渐衰减的过程,在保持某一较低车速行驶时,随着时间的推移摆振逐渐趋于平稳,是一种稳定工况;随着车速的提高,全拖挂车出现周期性的横向摆振,不再振幅衰减;但在实际工况下,由于不确定外界因素的扰动,等幅摆动工况极易转化为振幅增益的不稳定工况,即随着车速的继续提高,全拖挂车横向摆振的幅度不断变大直至完全失去控制,横向摆振的幅度不会一直规律地增加下去,同时横向摆振增加到一定程度将会引起折叠失稳,是一种极度危险的工况。因此,非线性车轮模型能够更加真实的反映车辆的实际运动工况和失稳形式。

关键词：拖挂车非线性轮胎模型横向摆振失稳

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