四轮转向汽车路径跟随控制

路径跟随控制是汽车实现自动驾驶的重要工具,已在前轮转向汽车上取得了较好的效果,但是前轮转向汽车的路径跟随控制不完全适用于四轮转向汽车.对此,基于横向误差,提出一种四轮转向汽车路径跟随模糊控制算法.首先,建立响应面模型作为优化目标函数.然后,利用遗传算法对模糊控制器进行优化设计.最后,通过Carsim-Simulink联合仿真实验,对该算法进行验证.仿真结果表明,路径跟随横向误差得到有效降低,车身质心侧偏角也控制在0.6°以内.该算法能够实现精准的路径跟随,并提高汽车的操纵稳定性.     

线控独立转向-悬架导向机构的设计与分析

为了消除车轮跳动过程中悬架导向机构与转向杆系的干涉,实现精确独立转向,提高系统集成度,使无驱动半轴传动的全轮线控独立转向电动汽车前后轮采用相同的独立悬架-转向轮模块化结构,提出了一种一体化线控独立转向-悬架导向机构.根据空间机构学理论推导出该导向机构运动分析公式,利用MATLAB分析了单一变量对悬架动力学参数的灵敏度,确定优化设计变量.运用ADAMS/Car建立该导向机构的虚拟样机模型,在ADAMS/Insight模块中对其进行运动学灵敏度分析,找出关键优化设计变量并对其优化,改善悬架运动性能.     

基于状态估计的无人车前轮转角与横摆稳定协调控制

针对无人车轨迹跟踪问题,提出了一种基于状态估计的无人车前轮转角和横摆稳定协调控制策略.建立了车辆轨迹跟踪模型,利用模型预测控制算法设计了轨迹跟踪控制器,得到实时跟踪参考轨迹所需的前轮转角.根据车辆模型设计了一种基于未知输入观测器的前轮转角估计方法,并将估计结果作为前轮转角跟踪控制的输入量.基于非奇异终端滑模控制设计了前轮转角跟踪方法,通过转向电机扭矩来控制车辆转向以实现轨迹跟踪.同时,设计了车辆横摆稳定控制器,通过控制横摆角速度跟踪误差确保车辆横摆稳定.建立了CarSim-Simulink联合仿真模型并进行仿真实测试.结果表明,未知输入观测器具有较好的前轮转角估计效果,从而为车辆协调控制提供可靠信息源,协调控制策略能够在保证车辆横摆稳定性的同时完成车辆轨迹跟踪.      

基于侧倾中心的悬架导向机构模型

根据导向机构的功能,建立以侧倾中心理论为基础的导向机构传力模型,通过侧倾中心计算悬架导向机构传递给车体的力;建立悬架K&C特性修正模型,利用悬架K&C试验数据对车轮的位置和姿态进行修正.编写了14自由度整车模型的仿真代码,将所建立的悬架模型嵌入到整车模型中,建立某A级车的整车模型,通过对比仿真结果与场地试验数据,验证了模型的有效性.对此模型进行了操纵稳定性工况的仿真,以方向盘角阶跃输入工况为例,分析了导向机构模型对整车运动的影响.结果表明:通过仿真可以得到悬架K&C特性参数中对整车运动影响较大的参数及其影响趋势,从而对汽车开发过程中的悬架结构参数的确定起到指导作用.     

几种独立悬架运动学特性对比研究

对比常见的4种独立悬架的运动学特性,研究独立悬架的运动学优化目标,设定对比分析的条件. 使用Pro/Engineer进行仿真并优化这4种悬架的运动学特性. 对比研究表明:双横臂式、四连杆式和五连杆式悬架的运动学特性相近且略优于麦弗逊式. 实验表明,车轮行程不大于250mm的普通轻型汽车悬架应满足车轮外倾角变化量小于1°,车轮前束角变化量小于0.1°,车轮侧滑量小于13mm.     

悬挂特性参数对履带车辆随机路面越野平顺性能影响

研究履带车辆悬挂系统参数对履带车辆最高越野时速的影响.建立了多轮车辆的线性2自由度模型(垂直及俯仰),以不同路面等级的随机路面作为模型输入,对不同悬挂刚度、车辆速度及悬挂阻尼的模型进行仿真计算.结果表明,提高悬挂的动行程和减振器的散热能力能够显著提高履带式装甲车辆的最高越野时速.     

车辆悬架系统与电动助力转向系统的集成控制

在建立悬架和转向系统整车动力学模型的基础上,分析主动悬架系统与电动助力转向系统性能之问的相互关系及协调机理,提出调整双系统控制参数的联合优化方法,对主动悬架系统进行自校正控制,对电动助力转向系统进行PID控制,研究集成系统结构参数和控制参数的耦合问题.仿真结果表明,与不加控制、单系统控制相比,集成控制下车辆转向助力效果增强,反应车辆姿态的质心加速度、横摆角速度、车身侧倾角等都有明显提高,车辆的行驶平顺性和操纵稳定性均得到明显加强,整车性能得到提高.     

基于比例控制的4WS汽车操纵稳定性仿真研究

建立了基于比例控制的4轮转向(4WS)汽车的动力学模型,在Matlab环境下针对不同车速时的驾驶员模型跟随车辆轨迹、汽车横摆角速度、侧向加速度以及前轮转角的瞬态响应进行了闭环仿真分析,并与无控制的前轮转向(FWS)汽车的动力学模型结果进行了比较. 结果表明:在相同的驾驶员模型下,主动四轮转向汽车的操纵稳定性优于前轮转向汽车,采用闭合曲线跑道比采用蛇型道路进行仿真更客观地反映控制效果和车辆特性.      

单轴转向架跨座式单轨车辆悬挂系统参数优化分析

为了改善单轴转向架跨座式单轨车辆的曲线通过性能,对单轴转向架跨座式单轨车辆的结构及运行机理进行分析;运用SIMPACK动力学仿真软件,建立单轴式单轨车辆动力学仿真模型;然后,通过Isight多目标优化软件对单轴式单轨车辆悬挂系统参数进行灵敏度分析,得到车辆过弯时对导向力矩和走行轮侧偏力影响较大的参数;最后,以导向力矩与走行轮侧偏力为目标,采用改进型遗传算法进行多目标优化研究.结果表明:优化后单轴式单轨车辆的导向力矩比优化前减少了3.67%,走行轮侧偏力比优化前减少了6.30%,在一定程度上改善了单轴转向架跨座式单轨车辆的曲线通过性能.     

麦式独立悬架运动学分析与优化

利用空间机构运动学和数值计算的方法对麦式独立悬架进行运动学分析，并对导向机构结构参数和转向梯形断开点位置进行了优化设计．结果表明，该算法使悬架的设计更为精确、清晰，提高了工作效率；优化后，改善了悬架系统的运动学特性．     

车辆悬架系统的优化设计与动力学特性分析

为了提升含减振元件惯容器的车辆悬架系统的综合减振性能,建立了含有减振元件惯容器、弹簧、阻尼器的车辆悬架系统模型.采用遗传算法对悬架参数进行优化,基于振动功率流理论对减振元件衬套进行优化选型.通过对车辆悬架系统动力学模型进行数值求解,探究了参数优化前后车辆悬架系统的动力学响应,探讨了衬套参数对功率传递的影响.研究结果表明,相比原始设计参数,采用优化算法得到的参数能够有效改善车辆悬架系统的综合减振性能,理论计算与仿真数据的结果相互验证了所建模型的正确性,衬套的优化选型有助于进一步提高车辆悬架系统的减振性能.     

基于ADAMS的悬架仿真分析

为更好地指导汽车独立悬架的设计与制造,在ADAMS/CAR中建立了某车麦弗逊独立前悬架的仿真模型,对影响车辆操稳性的前轮定位参数在汽车平行轮跳仿真实验中进行了仿真分析。通过仿真,前轮外倾角、前束角、主销后倾角及主销偏移距随悬架跳动过程中的变化量均在一个合理的范围之内,初步验证了所建立的仿真模型的合理性。结果表明,利用多体动力学仿真软件ADAMS可以正确地建立汽车悬架的运动力仿真模型,为汽车独立悬架的设计和制造提供理论依据。     

整车模型被动悬架的建模与仿真分析

基于系统动力学理论建立了含被动悬架的整车动力学模型。在MATLAB／Simulink中,集成以白噪声——积分器产生的地面输入,前、后、左、右悬架非簧载质量模型和整车运动模型最终实现被动悬架特性仿真的软件建模。通过对仿真实验结果的分析,验证了被动悬架的整车动力学模型和相应的仿真模型的可行性,为悬架参数设计和优化提供了技术基础。     

基于ADAMS双横臂独立悬架的运动学仿真分析

悬架的运动学特性首先反映在车轮定位参数的变化趋势上。文章采用虚拟样机技术,在ADAMS软件环境下,建立了某商务车的双横臂扭杆独立悬架的多体动力学模型,并进行了运动学仿真分析,获得了随车轮上下跳动该悬架车轮定位参数的变化规律,为汽车悬架系统开发提供一种有效的现代化手段。     

烛式悬架定位参数对车辆操纵稳定性的影响

利用AMESim软件建立了XCMG170烛式悬架矿用汽车全液压转向系统的仿真模型,并验证了所建立的模型的正确性.通过AMESim和ADAMS软件的联合仿真模拟,进行了整车的稳态回转试验、双移线仿真试验和转向盘转角输入试验.通过改变前桥的初始定位参数,分别仿真分析整车的操纵性能,得到了表征整车操纵稳定性的横摆角速度、侧向加速度和车身侧倾角的曲线变化情况.结果表明,前束值增大使得烛式悬架整车的转向回正性能和行驶稳定性能变差,本仿真模型可为同类矿用汽车的选型及改进设计提供参考依据.     

车辆转向与主动悬架集成系统控制

建立了半车三自由度汽车转向与主动悬架的综合模型，以提高汽车行驶平顺性、操纵稳定性和安全性为出发点，采用基于小波理论的最小均方（LMS）算法对转向与主动悬架集成系统进行控制．计算结果表明：采用LMS控制的转向与主动悬架集成系统可使车身垂直加速度、车身横摆角速度、车身俯仰角和前后悬架动挠度等性能参数得到优化，汽车行驶平顺性和操纵稳定性比被动系统明显改善，有效地提高了汽车综合性能；与基于全反馈控制的集成系统LQG控制器相比，LMS能自动调整权系数且控制算法简单，便于工程应用．     

PRO/E、ADAMS软件在汽车操纵稳定性中的应用

基于柔性多体系统动力学理论,分析了仿真软件在汽车运动学和动力学中的应用.利用PRO/E、ADAMS 软件建立了某轿车的整车多体系统仿真模型.详细考虑了前、后悬架系统、转向系统、轮胎、车身等总成,以及各种联接件中的弹性的影响.并运用常规的操纵稳定性试验方法进行了运动学和动力学的仿真,初步探讨了汽车操纵稳定性仿真试验的实际应用.仿真结果可靠真实,设计参数修改方便快捷,可指导参数化设计产品开发,缩短设计周期.     

军用车辆强振分析与悬架参数匹配方法

针对某型军用轮式车辆在越野起伏砂石路面上高速行驶时振动与冲击较大的问题,在实测路面不平度的基础上,建立了半车行驶动力学模型,在时域内进行了动力学仿真分析。分析表明,振动较大是由车辆在恶劣越野路面上高速行驶时,悬架击穿频率较高造成的。在频域内采用基于悬架动挠度为限值的匹配方法对悬架参数进行了优化与仿真。研究结果表明,优化匹配结果基本满足战车平顺性与操稳性的设计要求,说明基于实测路面谱与悬架动挠度为限值的参数匹配方法对军用车辆悬架设计具有适用性与科学性。     

蓄能悬架结构参数设计与试验研究

为了分析车辆蓄能悬架的动态性能,应用复域机械阻抗法建立了1／4车辆蓄能悬架系统动力学模型及其结构形式。针对蓄能悬架性能评价指标多、参数多的特点,利用多目标优化法确定了悬架结构参数,在此基础上对该蓄能悬架的性能进行了仿真分析以及台架试验验证。结果表明,理论研究与试验结果较为吻合,所设计的蓄能悬架系统结构简单,容易实现,且设计的悬架参数明显提高了车辆乘坐舒适性,协调了车辆综合性能,为蓄能悬架的应用研究奠定了一定的基础。     

基于Optistruct脱模约束函数的悬架控制臂拓扑设计

以麦弗逊悬架下控制臂为研究对象,将Adams/car提供的悬架参数为基础在CATIA中建立控制臂原始几何模型并在Hyperworks中建立有限元模型。进行了转向及制动工况中控制臂的受载分析,并在此基础上进行了以最小加权应变能为目标基于脱模方向约束的拓扑优化。根据对优化结果的解读对控制臂进行了重新建模,并进行了模态分析验证。结果表明,该结构能有效地减少控制臂材料,保证刚度,并避免了悬架系统的共振,为控制臂设计提供了一套新的系统化设计方法,具有一定工程指导意义。