重型卡车主销后倾角的设计研究

重型卡车品种繁多,各类车型对前轮定位参数的要求各不相同,文章基于车辆结构参数和轮胎侧偏特性建立前轮转向回正后回正力矩数学模型,从理论上获得重型卡车前轮主销后倾角的计算公式,根据转向回正力矩与回正阻力矩平衡方程式,以某重型自卸车为例,计算其主销后倾角,按照国标GB/T6323.4的要求进行转向回正试验,验证了理论分析和设计计算的正确性,为后期重型卡车设计提供了理论参考.     

基于快速终端滑模的汽车底盘集成控制

针对汽车主动前轮转向子系统和直接横摆力矩控制子系统的集成控制问题,基于快速终端滑模控制理论设计一种标定参数少和动态响应速度快的鲁棒集成控制器.首先,基于达朗贝尔原理建立包含车身侧向和横摆运动自由度的汽车动力学模型作为底盘集成控制模型.随后,基于快速终端滑模控制理论分别设计主动前轮转向控制律和直接横摆力矩控制律,并且通过汽车质心侧偏角相平面定义的平滑切换因子建立二者的切换规则,实现主动前轮转向子系统和直接横摆力矩控制子系统的平滑切换控制,并且将主动前轮转向子系统和直接横摆力矩控制子系统的主要工作区域分别控制在轮胎的线性区域和非线性区域.最后,结合车辆动力学仿真软件对所提出的鲁棒集成控制器的可行性和有效性进行验证,结果表明:所提出的底盘集成控制器可以同时兼顾汽车操纵稳定性和乘坐舒适性.     

皮卡车前轮主销内倾角改进设计的研究

由于1026B型皮卡车低速转向回正后综合评价计分值偏低，为改善其低速转向回正性能，基于轮胎侧偏特性建立了前轮转向后田正力矩与阻力矩的数学模型，推导出主销内倾角计算公式，计算了主销内倾角．且按照国标GB／T6323．4—94的要求做了低速转向回正试验，验证了理论分析和设计计算的正确性，为前轮定位参数中主销内倾角的设计提供了理论参考．     

考虑线控转向非线性和不确定性的转向角控制

研究了线控转向系统的转向轮转角跟踪控制.控制算法的设计建立在对轮胎回正力矩的非线性特性以及系统参数不确定性进行分析的基础上,并考虑了执行器力矩受限的情况.基于一种条件积分方法,设计前馈加抗积分饱和的状态反馈控制算法来获得期望的转向轮转角.根据非线性控制理论,通过建立李雅普诺夫函数,证明线控转向控制系统的渐进稳定.最后,通过实车试验证明控制算法能够有效实现转向轮转角的精确跟踪控制.     

汽车前轮定位及回正力矩和转向力的计算

为了正确设计汽车转向轮定位参数,分析了转向轮各定位参数的作用,提出了各定位参数使转向轮形成自动回正力矩和使转向盘需要转向力的计算方法及公式.以东风EQ140和EQ140-1型中型汽油货车为例,按国标设定的条件,定量地计算了各定位参数形成转向轮自动回正力矩和需要转向盘转向力的具体数值.计算结果表明:主销的后倾角γ与内倾角β是形成转向轮回正力矩和需要转向盘转向力的主要因素,而主销偏距c及其他参数对其影响不大;该型货车转向轮总回正力矩65.680N·m偏小,转向盘总转向力22.039N远小于国家标准规定的245N.研究认为:该型货车主销的后倾角γ和内倾角β设计保守偏小,空载时转向轮回正能力和转向盘手感不足.     

时滞对人—车闭环系统操纵稳定性的影响

对以往具有横摆角速度反馈控制的电动助力转向模型进行了研究分析,考虑反馈控制中时滞的存在,基于合适的驾驶员模型和汽车转向运动模型建立含时滞的横摆角速度反馈控制电动助力转向模型,利用matlab/simulink建立了人—车闭环系统动力学模型,通过改变时滞参数分析了时滞对车辆操纵稳定性的影响.研究结果表明,时滞对车辆的侧向速度、横摆角速度、前轮转角和驾驶员力矩都会产生不良影响,使汽车的稳定性变差甚至使汽车失稳.     

赛车前悬架和转向系统ADAMS/CAR建模及仿真

借助ADAMS/CAR,对某FSAE赛车双横臂独立前悬架和转向系统建立多体动力学模型,并对其进行前轮同向跳动仿真,对下控制臂球头铰上移和下移后再次仿真.仿真结果表明,下控制臂球头铰位置的变化对前轮定位参数影响显著.     

基于遗传算法和MATLAB-ADAMS的汽车转向节优化计算

针对某微型汽车转向沉重、前轮摆振和前轮磨耗严重的问题,首先建立了麦弗逊前悬架数学模型,依照给定的前轮定位目标参数,在Matlab环境下,优化计算得出转向节关键点静平衡位置坐标,然后根据计算结果在ADAMS软件中建立麦弗逊前悬架虚拟样机模型,最后采用遗传算法联合ADAMS仿真优化的方法,以前轮上下跳动时4个前轮定位参数值相对于给定值变化量绝对值加权之和最小为综合目标,对其进行优化.优化后4个前轮定位参数值都是围绕目标值上下变化,其中后倾角变化幅度减少32%,内倾角变化幅度减少24%,前束角变化减少34%,外倾角的变化也一直处于外张状态,悬架运动特性得到改善,同时也证明了联合仿真优化方法方便可行.     

轮胎滑移能量在电动汽车控制中的应用研究

针对四轮驱动电动汽车力矩分配问题,提出了一种考虑轮胎滑移能量的四轮驱动电动汽车控制结构与力矩分配方法.该方法将高级底盘控制HCC结构与最优控制相结合,在HCC结构的基础上,将车辆侧向力的控制从HCC结构中分离,通过最优控制车辆主动前轮转向和直接横摆力矩来实现车辆的稳定行驶.提出了一种适用于HCC结构的增量型最小化滑移能量力矩分配方法,并基于UniTire滑移能量模型进行了相关的动力学仿真.结果表明在不控制前轮转向和横摆力矩的情况下车辆是失稳的,而采用文中所提结构结合最小化轮胎负荷率或最小化轮胎滑移能量是可以保证车辆侧向稳定的.      

AFS/DYC协调控制的分布式驱动电动汽车稳定性控制

为进一步提高分布式驱动电动汽车行驶过程中的稳定性,提出主动前轮转向(AFS)和直接横摆力矩控制(DYC)协调控制策略.为提高车辆稳态行驶时转向能力,设计基于滑模控制(SMC)的前轮主动转向控制器实时修正前轮转角;以维持车辆工作在稳态工作区为控制目标,设计基于模型预测控制(MPC)的车辆稳定性控制器,通过设定的分配规则按轴荷比等比例分配各轮驱/制动力矩.利用相平面法作为判定依据自适应分配各控制器权重,实现控制器之间的切换.在连续转向工况下,对控制算法进行仿真验证.结果表明:在相同转角输入下,相较于无控车辆,受控状态下车辆的横摆稳定性能提高了16%,行驶状态得到了改善.