基于稳态增益的主动转向系统可变传动比模型

分析了主动前轮转向系统双行星齿轮机构的工作原理,根据前轮转角的合成机理,分别建立了方向盘转角和叠加转角的运动学模型,通过比较单、双行星齿轮机构输出轴与输入轴的转速差,发现双行星齿轮机构比单行星齿轮机构的传动效率高,从而进一步推导出基于双行星齿轮机构的电机转角随方向盘转角及传动比的变化关系;为了改善汽车的动态转向特性及其在高速直线行驶时的抗干扰能力,以车速为输入变量,参考车辆系统稳态增益的变化范围,构建了可变传动比计算模型.MATLAB/Simulink仿真结果表明:通过该模型计算得到的转向系统角传动比能够随着汽车行驶工况灵活变化,主动调整前轮转角,提高了汽车的操纵轻便性和行驶安全性.     

基于径向基网络的汽车操纵逆动力学仿真研究

在简要分析汽车操纵逆动力学研究现状的基础上,利用径向基函数网络建立了汽车横摆角速度响应与方向盘角输入之间非线性映射关系．通过方向盘角阶跃输入和正弦输入的识别结果表明,这种识别方向盘角输入的方法是可行的,并且具有识别精度高、运算速度快等优点．     

车速对汽车瞬态响应的影响

介绍了在前轮角阶跃输入下线性二自由度汽车模型的瞬态响应,讨论了行驶车速对汽车瞬态响应的影响。实例计算表明,较低的行驶速度使汽车具有较好的瞬态响应特性。     

基于GRNN网络车辆方向盘转角识别方法

为改善车辆的操纵安全性以及为自动转向系统和智能泊车系统的研究提供理论基础,本文给出一种新的汽车方向盘转角识别方法.建立了驾驶员—车辆闭环模型,并通过试验验证车辆模型.通过给定方向盘转角输入求解得到用于GRNN网络训练的车辆状态参数,运用GRNN网络建立以车辆状态参数来识别方向盘转角的映射模型.与RBF网络相比,GRNN神经网络具有更高的辨识精度.进行整车仿真,所建立的GRNN神经网络能较精确地识别方向盘转角并与仿真结果有较好的一致性.     

一种汽车自适应前大灯控制系统的控制方法

为了解决夜间行驶时车辆在弯道上的视线盲区的问题,提高驾驶人夜间行车的安全性。基于汽车方向盘转角,建立基于方向盘转角的AFS模型,同时基于预瞄角度建立基于预瞄角度的AFS模型。在matlab/simulink的环境中建立相应的汽车前大灯水平角度调整的控制算法,并在40km/h、60km/h、80km/h和100km/h的车速下进行了仿真对比。仿真结果表明：汽车AFS的前大灯水平调整角度的变化对车速不敏感,基于预瞄角度的AFS的水平调整角度的变化曲线更加平滑,并且没有出现调整角度的突然增大和减小。     

智能汽车整车在环测试台转向随动系统

针对传统的转鼓平台无法测量智能汽车轮胎转角,且不能用于智能汽车变道场景测试等问题,提出以伺服电机系统为控制对象的转向随动系统,研究基于距离传感器的控制策略对于转角跟随的影响。首先,将被测智能汽车置于转向随动系统的转向台上,轮胎转向带动转向台转动,实现被测智能汽车的转向角采集;其次,在左右转向台上分别安装一对激光传感器,采集转角差作为控制系统的误差输入;然后,将输入的转角差、转角差变化率与单片机控制位置脉冲的比例积分控制参数(PI)建立两输入、两输出的模糊控制关系,以提高转向随动系统定位的准确性和稳定性;最后,根据传感器采集的数据和仿真试验数据调整参数,实现模糊控制器的优化控制。试验时,被测智能汽车的车载电脑控制方向盘以不同角速度转动,车辆控制器局域网络(CAN)总线与测试台上位机程序分别记录方向盘转角和转向随动系统转角。研究结果表明:当被测智能汽车方向盘以不同角速度进行测试时,台架的测试结果能够保持在固定区间且没有明显变化,能为智能汽车的转向性能测试提供可靠参数支持;转向随动系统的延时与被测智能汽车方向盘转角速度没有显著关系,转向随动系统的延时约为235.5 ms。     

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。     

考虑操纵稳定性的自动驾驶汽车轨迹综合优化方法

针对自动驾驶汽车在局部轨迹规划上对车辆操纵稳定性考虑不足、对车辆模型过度简化和缺少对车辆舒适性客观评价的问题,建立了考虑车辆操纵稳定性的车辆三自由度模型,模拟自动驾驶汽车换道场景,根据输入车轮转角得到输出的换道轨迹,运算得到车辆换道行驶参数化方程和行驶轨迹特征.运用BP神经网络对行驶轨迹特征进行识别,得到自动驾驶汽车换道持续时间和横向偏移距离所对应的车轮转角变化关系.在不同换道车速下,根据不同换道持续时间和横向偏移距离,输入车轮转角得到换道优化轨迹簇和操纵稳定性参数.在只考虑行驶效率和安全的常规轨迹优化方法的基础上,构建轨迹综合优化目标函数,考虑表征车辆换道过程舒适性和操纵稳定性的(横摆、侧倾、侧向)加速度变化率均值,提出一种基于行驶效率、安全性、舒适性和操纵稳定性的轨迹综合优化方法.对轨迹综合优化目标函数进行求解得到最优换道行驶轨迹,联合仿真结果表明该方法优于常规轨迹优化方法且舒适性、操纵稳定性改善达20%以上.     

乘用车随动后视镜视野范围测量及转角分析

基于中国国家标准和美国国际汽车工程师协会(SAE)标准,使用计算机人机工程学模拟系统,按照国标95百分位人体模型确定测试人员及坐姿,对某款轿车进行了实车后视镜视野范围测量试验.根据测试结果,并结合车辆转弯等行驶工况下的软件模拟结果,对汽车随动后视镜在不同工况下的镜面转动角度范围进行了标定.搭建了随动后视镜试验台架,通过程序实现了后视镜镜面跟随方向盘转角和车速调整视野范围的功能.     

微型客车整车多体系统动力学的建模与仿真

国内某微型客车采用了若干体现当今微型车发展方向的结构特征。在ADAMS软件系统基础上，建立了该车整车多体系统动力学的仿真模型，验证了应用该模型模拟仿真整车操纵稳定性的准确性；通过方向盘转角阶跃输入、蛇行转向、直线制动和复杂道路等典型行驶工况性能仿真分析，从多个方面对整车的操纵稳定性进行了分析和评估。     

公路线形的操纵负荷分析及设计控制

以路线-驾驶者-车辆仿真系统为行车试验手段,根据行驶过程中方向盘角输入和转速的时域变化,分析了多条路线的操纵负荷特性,试验路线的设计车速Vd为20～120km/h,含长大圆曲线、卵型、凸型、回头曲线等组合.结果表明:在Vd≥80km/h的山岭区高速公路上操纵车辆是非常容易的;当曲线半径大到一定程度时,曲线行驶和直线行驶已经不存在差别,但仍需要方向干预;当行驶速度偏离设计车速不多时,二、三级公路的操纵负荷虽比高速公路大,但还不至于造成驾驶者紧张,不过三级公路可能会使快速车辆操纵困难;卵型线是一种有利于操纵的组合形式,因为可以在中插回旋线上调整方向盘转角;相邻同向曲线的圆直点 (YZ)和直缓点(ZH)共点时,YZ/ZH点处的曲率跳跃会导致操纵困难,建议处理成卵型;回头曲线使四级公路上的车辆操纵变得困难,省略回旋线会造成驾驶者紧张,为此应提供至少25 m的回旋线.     

汽车经济型巡航的车速规划方法

为提升高速公路汽车自适应巡航时的燃油经济性,建立了一种经济型巡航车速规划模型.根据汽车巡航时的道路条件及气候环境参数等信息,规划汽车的经济型巡航车速.首先构筑试验环境进行遍历试验,建立汽车百公里燃油消耗量数据库;然后采用云模型相关理论建立运行车速和行驶阻力与燃油消耗量之间的映射关系,预测出不同行驶阻力条件下的经济车速;最后根据这些经济车速规划出经济型巡航速度的变化轨迹.经试验验证,按照经济型巡航速度变化轨迹行驶的燃油消耗比自动巡航状态下的明显降低,提高了汽车的燃油经济性.     

基于支持向量机的汽车转向与换道行为识别

汽车驾驶行为是影响燃油消耗和安全驾驶的重要因素,驾驶行为识别是对汽车安全驾驶和节能进行优化的基础。该文针对汽车转向和换道行为,通过加装汽车转向盘转角传感器,结合车载总线通信技术获取汽车行驶状态信息,基于汽车转向运动学推导车辆行驶状态与汽车行驶轨迹之间的映射关系,进一步建立汽车行驶方向向量模型,提出以车身轴线转角和最大转向盘转角为特征量的支持向量机线性分类器,并运用Lagrange数乘法和二次规划算法求解该最优分类问题。通过设计实车实验验证了该方法的有效性。实验结果表明:该方法识别汽车的转向与换道驾驶行为的准确度达98%以上。该技术可用于汽车行驶安全预警与控制系统,提升行驶安全。     

面向侧翻试验的线控主动转向试验台架构建

为了研究通过线控主动转向系统实现的侧翻控制,需要建立合适的试验台架.首先分析了面向侧翻的线控主动转向硬件在环实验平台结构,建立了整车模型、实验管理软件和硬件平台.硬件平台中包括转向器、磁粉制动器转矩模拟加载装置和数据采集装置.分别在75°方向盘角脉冲、25°方向盘角阶跃、20km·h~(-1)车速紧急调头、80km·h~(-1)车速双移线和70km·h~(-1)车速蛇形工况下,对仿真和实验下的表征整车侧翻程度的车身侧倾角进行了监测,得到两种结果相近,说明了该试验台架的侧翻实验的适用性.     

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。     

汽车巡航控制方法及Simulink仿真

为改善或提高汽车行驶安全性及驾驭汽车的轻松舒适性,提出基于城市工况的汽车定速巡航PID控制办法.设计了PID巡航控制器,采用预定车速与巡航车自身实际车速偏差作为控制器输入参量,将发动机节气门开度作为控制器的输出量.利用MATLAB/Simulink建立了汽车纵向系统动力学模型,将控制器得到的节气门开度输入到汽车纵向控制系统模型,实现了巡航系统闭环反馈控制的仿真.结果表明:该方法能够有效地保证巡航车按设定的城市工况所允许的车速行驶,具有较好的控制效果,建立的汽车纵向系统动力学模型也是有效的.     

紧急情况下的汽车刹车问题

汽车在行驶过程中,应该保持一定的安全距离。在司机遇到突发情况紧急制动时,汽车的刹车距离长短与刹车时的车速、汽车负载及路面状况等都有密切关系。本文通过建立汽车紧急刹车模型,分析了汽车制动距离与行驶速度之间的关系,最后,讨论了在不同附着系数时,刹车安全距离与车速的关系。     

汽车转向操纵动态特性评价

建立了驾驶员-汽车三自由度闭环模型,并用实车试验验证了模型的正确性.通过分析指定工况下方向盘动态变化情况来建立评价体系,提出了以方向盘最大转角幅值的动态变化平缓程度、方向盘最大转角速度的动态变化平缓程度以及方向盘操纵频率的动态变化平缓程度作为汽车转向操纵动态特性评价指标.针对所提的评价指标,对比研究了两种车型的转向操纵动态特性,结果显示操纵车型2较车型1,驾驶员不易感到疲劳且安全性更高.     

面向公路线形评价的驾驶人方向控制模型

为了客观地评价公路线形设计成果,基于驾驶人轨迹预瞄理论,结合汽车的实时状态拟合预瞄轨迹,考虑汽车转向传递特征和操作的滞后性,建立了驾驶人方向控制模型,并在VB 6.0环境下编制了程序,进行了车辆运行的仿真试验。结果表明:所建模型可计算汽车行驶时的横向加速度和方向盘转角,能较好地反映公路的行车舒适性和安全性,并可用于公路线形的评价;汽车初始速度为0和54 km/h的运行结果仅在起始路段有显著差别;在汽车运行稳定后,横向加速度和方向盘转角的变化与平面线形的变化基本一致。     

汽车转向非线性平衡点遗传算法求解及其改进

针对汽车转向非线性平衡点求解问题,研究了遗传算法求解效果并提出改进方法.建立汽车转向二自由度模型,说明汽车转向非线性平衡点只能数值迭代求解的原因,构造适于智能优化方法的适应度函数,提出了确定可行求解范围的方法.在车速70 km/h、路面附着系数0.5和前轮转角0～0.2 rad的行驶条件下,应用遗传算法求解得到3个平衡点.通过比较大小两个转角的适应值曲面,说明遗传算法求解小转角平衡点不满足精度的原因,提出了遗传算法与BFGS(broyden-fletcher-goldfarb-shanno)拟牛顿法融合的求解流程.结果表明：融合求解流程可以求解满足精度要求的小转角平衡点,求解效率高于遗传算法,弥补了遗传算法单独求解的不足.