车辆系统牵引动力学模型与起步加速过程仿真

本文建立了车辆系统的牵引动力学简化模型 ,模型考虑了发动机自动控制过程 ,离合器的滑磨、驱动轮的滑转以及挂接装置的间隙。在此基础上 ,建立了系统的牵引动力学运动微分方程组。着重讨论了运输机组起步加速过程仿真模型。并以泰山 - 2 5挂车机组为例 ,给出了其起步加速过程的仿真结果。本文所提出的仿真模型可用于车辆系统的起步加速过程的仿真、离合器接合过程的仿真 ,并可用于汽车动力性能、拖拉机牵引性能的分析     

基于MATLAB/SimDriveline的某型军用车辆起步过程仿真研究

为了进一步建立准确的车辆起步过程的车辆模型,该文对车辆动力学模型及起步过程仿真进行了研究。该文使用面向对象的模块化建模方法,利用物理系统建模软件MATLAB/SimDriveline将车辆动力传动系统分解为各自独立的具有完整物理意义的子模块。在此基础上建立了发动机、液力变矩器、换挡离合器、地面行驶阻力等子模块数学模型和车辆整车动力学模型,对模型的一档起步过程进行仿真分析。最后得到了一档起步过程中发动机转速、输出转矩和变速箱输出转矩的仿真数据。研究结果表明仿真分析结果与实验结果基本一致,该车辆动力学模型是准确的。     

基于DCT轻型越野车的牵引力特性仿真

提出双离合器式自动变速器(DCT)轻型越野车依靠调节发动机、轴间差速器和制动器的联合牵引力控制策略,分析了DCT传动的工作原理,建立了换挡过程的动力学数学模型.在Matlab/Simulink仿真软件平台的基础上,建立了DCT和机械式自动变速器(AMT)轻型越野车驱动动力学仿真模型,并利用仿真模型对车辆在低坡度分离路面和对接路面上的起步加速过程进行仿真.仿真结果表明,所提出的牵引力控制策略能够提高车辆在低附着系数路面上的牵引力,DCT车辆的牵引性能明显优于AMT车辆的牵引性能.     

基于模糊控制的综合传动车辆动态性能仿真

为研究综合传动车辆的动态性能,以综合传动的组成和工作原理为基础,分析了换挡过程,建立了整车系统的动力学模型和各组成部分的数学模型,采用模块化的建模方法和图形化建模工具,建立了系统的仿真模型。基于模糊控制理论,建立了车辆行驶过程的模糊换挡控制系统。并对直驶起步加速换挡工况进行了仿真。仿真结果能够较好地描述车辆的动态性能,表明了所建立的仿真模型和模糊换挡控制规律的正确性和有效性,从而为车辆的设计和性能预测奠定了基础。     

不同道路负荷的AMT车辆起步过程离合器控制策略

分别对离合器接合的动力学模型和换挡品质进行理论分析,针对车辆起步过程中,由于离合器接合而引起的冲击或滑磨功增加的问题,提出三参数的模糊控制方法.在Matlab/Simulink环境下对车辆起步过程进行仿真试验,将标识车辆起步外部路况的油门开度、油门开度变化率和车辆的道路阻力3个参数作为模糊控制器的输入量,以控制离合器的接合速度.仿真结果表明,增加车辆的道路阻力作为控制器的输入量,能有效改善车辆起步过程中离合器的接合质量,提高离合器的接合性能.     

动态车轮模型动静摩擦算法*

针对传统轮胎模型对低速区轮胎与路面之间摩擦力的描述不精确,无法仿真停车及起步工况,吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室开发了动态车轮模型。该模型将胎体抽象为理想的刚性圆环,胎侧及胎内空气抽象为弹簧阻尼系统并连接轮轴与刚性圆环。基于此模型,研究了刚性环与路面之间动、静摩擦力分离求解的建模方法,并结合LuGre摩擦模型应用E指数函数对静动摩擦过渡过程进行描述。将动态车轮模型编写为C语言建立仿真程序,并嵌入14自由度车辆模型中仿真起步停车工况。仿真结果表明,车辆可以平稳起步并实现完全停车。     

基于遗传算法的某工程车辆起步特性研究

以某型工程车辆为研究对象,对其起步特性进行研究,分析并建立了起步过程的动力学方程.在此基础上,利用Matlab/Simulink建立起步过程仿真模型.针对各种工况下的起步过程,进行了模拟仿真;并综合离合器离合速度、油门开度等因素对起步时间、整车冲击度以及滑摩功的影响进行了分析.利用遗传算法,对离合器结合过程的摩擦转矩曲线进行了优化;利用PID(proportion integration differentiation)控制器对起步过程离合器液压系统进行控制,优化起步品质,改善起步性能.     

机械齿轮系统特性仿真分析与研究

本文针对车辆用液压机械复合无级传动系统,应用AMESim软件建立了液压传动部分的仿模型,并将各子系统在AMESim中集成为整个系统的多领域仿真虚拟样机模型,并以此模型为基础,对传动系统的起步、加速、转向等动态过程进行协同仿真研究。经过计算分析,本文给出了液压排量变化速率对系统动态特性的影响,以及不同转向工况下车辆转向的性能和构件受载情况,得出的各种结论对系统设计和控制策略的制定有一定的指导意义。     

基于定量反馈理论的AMT离合器接合控制研究

研究机械式自动变速器(AMT)离合器的接合控制.通过对离合器传动系动力学分析,建立了车辆起步时变速器输入轴速度与离合器接合位移之间的传递函数模型.由于模型中存在参数的不确定性,利用定量反馈理论原理,设计了变速器输入轴速度鲁棒控制系统.仿真研究表明,当车辆起步时的挡位和载荷变化时,该控制系统满足给定的性能指标.     

双离合器式自动变速器建模与控制系统仿真

为了减少双离合器式自动变速器(DCT)控制系统的开发时间和费用,利用Matlab/SimDriveLine车辆动力传动系统建模仿真软件,建立了DCT整车系统的动力学模型,采用神经网络训练改进了软件中的发动机模型,基于Matlab/Simulink系统设计了DCT车辆的起步、换挡过程以及换挡规律控制策略仿真模型。在此基础上,进行了DCT整车系统仿真。仿真实验结果表明所建立的DCT系统动力学模型及所设计的控制器的合理性和可行性,证明该方法建立的仿真模型适用于DCT控制系统开发,提高了系统设计的效率。     

基于轨迹预测的车辆协同碰撞预警仿真研究

针对已有的车辆碰撞预警系统中车辆轨迹预测的误差较大问题,提出了一种基于DGPS和车载传感器的车辆轨迹预测方法,并采用扩展卡尔曼滤波,实现车辆位置的实时估计;提出了基于等加速度变化率、等横摆角加速度模型的车辆位置预测改进模型和基于V2X技术的协同碰撞预警系统(CCWS);在此基础上,采用模糊理论,实现纵向控制仿真试验,以验证预测模型的有效性.结果表明,基于等加速度变化率、等横摆角加速度模型的车辆位置预测模型误差更小,碰撞预警系统能更早的预警或主动制动.     

载货汽车多侧翻指标关联性分析与实用化表征方法研究

以优化载货汽车实用化侧翻预警指标表征方法为目的,针对3种侧翻指标(侧向加速度、侧倾角、横向载荷转移率)展开理论关联性分析和动力学仿真试验验证。基于简化的车辆侧倾动力学模型,推导3种侧翻指标关联模型,在Matlab/Simulink中建立基于某轻型载货汽车实际参数的非线性多自由度动力学模型,设置车速与转向角独立变化的2组阶跃转向工况,研究车辆侧翻指标定量关联性及实用化表征方法。通过最终稳定点的分布拟合得到侧倾角和横向载荷转移率与侧向加速度之间的线性数值化模型,进而验证了提出利用侧向加速度间接表征侧倾角和横向载荷转移率的实用化侧翻预警指标表征方法。结果表明:随着方向盘转角和车速的提高,侧倾角和横向载荷转移率与侧向加速度在整个仿真过程中能够快速趋于稳态。通过此法计算出的车辆侧倾角和横向载荷转移率,为后续车辆侧翻预警控制系统的设计提供了良好的指标基础。     

爆炸环境下车辆地板加速度对乘员小腿损伤的影响

通过给地板施加不同的加速度作为边界条件的方法,研究了加速度上升斜率、峰值、持续时间与小腿损伤之间的关系。首先建立了整车有限元模型;并通过整车爆炸试验验证了模型的准确性。然后验证了利用简化模型研究乘员小腿损伤的可行性;并探究了可以精确仿真小腿损伤的最简边界条件。最后通过改变加速度参数研究了加速度对小腿损伤的影响。结果表明,最简边界条件为至少获得乘员脚部和座椅安装点的加速度值;加速度的持续时间和峰值对乘员小腿损伤的影响较大。对整车爆炸试验操作与设计防护车辆底部结构有一定的指导意义。     

转向工况下汽车悬架系统动力学特性仿真

文章从转向对悬架系统影响的角度出发,建立了转向工况下的1/4汽车动力学模型及仿真模型。通过模拟路面输入,在不同车轮转角和车速等行驶工况下进行了大量的仿真计算。仿真结果表明,不同车速和车轮转角所产生的不同侧偏力,对车身垂直加速度、悬架动挠度和轮胎动载荷的变化有较大影响,随着车速提高和车轮转角增大,侧偏力也随之增大,致使其加速度等输出响应变化更为显著。     

基于加速度干扰的圆曲线上行车舒适性的研究

车辆速度的变化影响到行车舒适性,而加速度干扰正是对车辆速度变化的描述,因此加速度干扰可作为行车舒适性的定量评价指标.选择平面线形中三要素之一的圆曲线上的行车舒适性进行研究,将车辆的加速度按水平和竖直方向进行分解,结合加速度干扰理论,分别建立2个方向的分加速度干扰模型.根据人体对不同振动方向的敏感程度不同,给予不同的计权系数,建立了圆曲线上合加速度干扰模型.最后,选用实际圆曲线道路进行实例仿真,并分析加速度干扰值的变化过程及行车舒适性,分析结果表明圆曲线半径和行车速度均对行车舒适性有较大影响.新模型既可为全面准确评价行车舒适性提供定量的计算表达式,又可在圆曲线道路设计时提供一定的参数设计依据.     

基于元胞自动机的绿色驾驶行为特征仿真

绿色驾驶是可以使驾驶人在驾驶过程中节油减排的一系列驾驶措施。为了研究绿色驾驶的行为特征,建立了多车道元胞自动机模型进行仿真,并以北京北三环某路段作为仿真场景对模型进行标定和验证。利用该仿真模型,研究纵向驾驶行为和横向驾驶行为对交通运行、能源消耗以及尾气排放产生的影响。构建了绿色驾驶行为判别标准,并通过预测得到绿色驾驶行为特征。研究发现,缓慢加速、保持车速稳定、将车速保持在合理区间以及保持较大的安全间距是符合中国道路特性的绿色驾驶行为。     

基于轮胎与地面接触模型的非公路车辆平顺性

为了准确地预测和评价非公路车辆的行驶平顺性,通过分析轮胎与地面的相互作用,建立了弹性轮胎-软地面接触模型及其与车辆的集成模型,采用Matlab语言编制出仿真分析软件,得到了变形地面作用于车辆的有效路谱及车身垂向加速度、悬架动挠度、轮胎动载等反映车辆行驶平顺性的评价指标.仿真结果表明,随着地面变形的变大,车辆的低频激励增大,车身的振幅也随之增大.在建立非公路车辆悬架的动力学模型时地面变形的影响不容忽视.     

轻型客车防抱制动系统计算机仿真

文章对轻型客车进行了动力学分析,建立了与防抱制动系统相关的数学模型。以车轮角加减速度及车轮角加减速度变化率为控制对象,在Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ仿真软件下,分别对有防抱制动系统和无防抱制动系统的汽车进行了制动过程动态模拟。并简要分析了有关汽车参数及路况变化对ＡＢＳ系统工作特性的影响。     

紧急避让路径跟踪自抗扰控制

自动紧急避让作为一种辅助驾驶系统,能够提高汽车行驶的安全性.为了提高不同质量参数、不同轴距车辆路径跟踪性能,以二自由度车辆模型为基础,设计二阶自抗扰控制器.车辆模型参数变化可以通过三阶扩张状态观测器进行观测和补偿.针对避让过程存在侧向加速度过大或产生阶跃、曲率不连续问题,引入三次B样条曲线对避让路径进行再规划.采用软件Carsim与Simulink联合仿真方法进行控制器性能验证.仿真结果表明,基于自抗扰方法设计的紧急避让路径跟踪控制器能够保证不同车型车辆很好地跟踪规划的轨迹,保证车辆稳定性.