汽车多刚体操纵稳定性模型及稳定性分析

运用多刚体动力学罗伯森-维登堡法充分考虑悬架系统的作用,建立了两轴汽车六自由度操纵稳定性模型.在此基础上,运用Hurwitz定理分析汽车的操纵稳定性,得出汽车具有稳定行驶性能的两个必要条件:汽车后悬架弹簧有效距离的平方与后悬架单侧弹簧刚度乘积大于前悬架弹簧有效距离的平方与前悬架单侧弹簧刚度乘积;汽车后轴所载质量与前轮胎侧偏刚度的乘积大于前轴所载质量与后轮胎侧偏刚度的乘积.     

轮胎高速直线稳定性研究

针对不同型号的轮胎进行力学特性试验,建立轮胎模型和车辆动力学模型。实验结果显示,所建模型是正确的,可以进行车辆操纵稳定性仿真实验。通过中心区和回正性仿真试验,研究不同轮胎对车辆直线性的影响。在中立感实验中,轮胎的侧偏刚度越大,侧向加速度、横摆角速度和侧倾角越小。在回正实验中,轮胎的侧偏刚度越大,方向盘转角、横摆角速度和侧倾角的残余越小。仿真结果显示不同侧偏特性的轮胎表现出不同的直线稳定性。     

汽车轮胎侧偏特性研究综述

轮胎的侧偏性是影响操纵稳定性的重要因素 ,也是研究操纵稳定性的基础 ,因此轮胎的侧偏特性以及整个轮胎的力学特性一直是汽车行业发达的国家和地区的研究热点 轮胎侧偏特性研究过程是从它的静态特性到动态特性 ,主要的方法是理论和实验相结合 ,目的是为了建立较为准确的轮胎侧偏特性模型 本文介绍与分析了国内外轮胎侧偏特性研究状况 ,并且提出了对此方面研究的展望     

轮胎对FSAE赛车操纵稳定性的影响

轮胎是赛车与地面接触的唯一部件,研究轮胎的性能对提升赛车性能,尤其是操纵稳定性有着重要的意义。通过对轮胎力学特性数据的整理拟合以及两款典型轮胎的数据对比,预测了不同轮胎的特性。通过仿真软件OptimumT生成轮胎的pacejak2002轮胎文件,在ADAMS中进行了方向盘角阶跃输入和单移线仿真,比较赛车装备不同轮胎时的响应。结果表明:不同种类轮胎的侧偏刚度有着较大的差异;轮胎的侧偏刚度对赛车的瞬态响应性能有很大的影响,其响应时间与前轮的侧偏刚度成反比关系,横摆角速度增益与前轮侧偏刚度成正比关系。     

铰接式自卸车操纵稳定性

运用多刚体动力学罗伯森-维登堡法,建立了六自由度铰接式自卸车操纵稳定性模型.用MATLAB计算出XAD250型铰接式自卸车满载与空载时的横摆角速度增益曲线,得出空载时具有较大的不足转向特性.使用该模型进一步计算了轮胎侧偏刚度、后节质心布置以及悬架系统参数等,以便研究它们对铰接式自卸车操纵稳定性的影响.     

汽车轮胎侧偏特性的研究现状及其发展

汽车动力学的研究中必须考虑轮胎模型,轮胎侧偏特性直接影响到汽车的操纵稳定性和安全性．综述了轮胎的稳态与非稳态侧偏特性的研究现状及其特点,介绍了轮胎侧偏特性的试验研究方法以及人工神经网络模型在轮胎侧偏特性研究中的应用．指出了轮胎力学模型应满足的主要要求,并展望了轮胎力学建模的发展方向     

四轮转向车辆转向特性分析及试验研究

为了深入研究四轮转向车辆的操纵稳定性,运用自动控制理论对采用质心零侧偏角控制策略的四轮转向车辆的转向特性进行了计算机仿真研究.主要就车速、轮胎侧偏刚度、整车质量、重心位置等因素对整车操纵稳定性的影响趋势进行了分析.同时对四轮转向样车的研制进行了说明,并将其用于仿真及试验.仿真和试验结果表明,相对于前轮转向车辆,高速时四轮转向车辆总体上有利于操纵稳定性,但不同因素的变化也会导致出现一些不利于操纵稳定性的趋势.     

考虑车辆侧偏刚度变化的MPC稳定性控制方法

针对侧向行驶车辆易发生转向失稳，构建了一种考虑轮胎侧偏刚度变化的车辆稳定性控制方法，以避免轮胎侧向力饱和，提高行车安全性.采用前、后轴轮胎侧偏角分段拟合方法建立轮胎侧偏刚度拟合模型，将拟合过的侧偏刚度引入到车辆动力学模型中，准确描述车辆当前的动态性能.为了避免轮胎侧向力饱和引起的转向失稳，本文提出一种基于模型预测控制(model predictive control, MPC)算法的前后轴约束的轮胎侧偏角的车辆稳定性控制方法，以优化车辆的转向性能.仿真结果表明，车辆稳定性控制方法能够将前后轴的轮胎侧偏角抑制在一定范围内，根据侧偏刚度的变化，避免车辆侧滑现象的发生，提高了车辆的稳定性.     

用Magic Formula对轮胎特性曲线的拟合与优化

轮胎特性是研究汽车动力学的基础,特别是轮胎的侧偏特性对汽车操纵稳定性有着非常重要的影响,在汽车操纵稳定性的仿真研究中,用试验的方法来获得轮胎特性已不能满足研究的需要,而有必要建立轮胎模型,作者介绍了采用Magic Formula建立轮胎模型的方法,包括试验曲线的样条化、优化目标函数的设计和拟合优化方法等,得到了MagicFormula轮胎模型中的各参数,为进一步对汽车操纵稳定性的仿真研究奠定了基础。     

双排座ZJ120B轻型货车稳态转向特性的改进和分析

本文对双排座ZJ120B轻型货车稳态转向特性和回正能力的改进作了简略的可行性分析。降低其前轴轮胎的侧偏刚度,对汽车不足转向度和回正能力的影响程度作了试验研究,以供双排座轻型货车设计和使用者改善操纵稳定性参考。     

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.      

多轴轮毂电机驱动车辆的转向阻力特性

为研究多轴电动车辆的转向阻力特性,在考虑了轮胎负荷变化对轮胎侧偏刚度影响的基础上,建立了车辆3自由度动力学模型;提出了一种稳态转向工况下的转向阻力计算方法,推导了轮胎侧偏角和转向阻力矩的理论计算式.基于该模型,分析了转向阻力矩与转向输入量和车速的关系及理论约束边界,比较了在相同质量与等效履带接地长度条件下轮胎式与履带式车辆的转向阻力矩,讨论了轮胎侧偏角对轮胎力分配的影响,并通过ADAMS软件对计算结果进行了验证.结果表明,相同参数条件下,多轮驱动车辆的转向阻力矩大于履带式车辆的阻力矩,计算模型可为转向控制策略提供理论参考.     

轿车转向杆系的优化设计

汽车转向杆系的设计对轮胎的磨损和车辆的操纵稳定性都有一定的影响。在对轿车转向杆系进行优化设计的过程中,运用位移矩阵法对MacPherson式悬架和齿轮齿条式转向系统的转向杆系进行了空间运动学分析,给出了前轴内、外轮转角关系的计算方法。综合考虑转向速比、轮胎的磨损及车辆的操纵稳定性要求提出了优化目标函数,并采用可变容差法进行求解。开发了悬架的运动分析及转向杆系的优化设计程序。运用该程序对一例实际车型进行了计算,其结果与试验值符合较好,表明该优化设计方法具有较高的准确性及一定的工程应用价值。     

轮边驱动电动车的转矩协调控制方法

为了解决轮边驱动电动汽车由于控制自由度冗余易造成的操纵稳定性降低的问题,基于逻辑门限值理论设计了一种使车辆能适应转向行驶及直线行驶的驱动转矩协调综合控制系统.该控制系统考虑了车辆转向行驶时轴荷转移、向心力及轮胎侧偏等影响,实现车辆的转向差速控制,使车辆能够按照驾驶员的期望在理想道路轨迹上行驶;并通过对驱动电机转矩进行协调控制,消除非期望横摆力矩的影响,提高车辆在直线行驶过程中的操纵稳定性.仿真结果表明,所提出的转矩协调控制方法改善了轮边驱动电动汽车的操纵性能.     

基于LQR的四轮转向汽车控制方法

用选定的加权系数将轮胎较大侧偏刚度和轮胎较小侧偏刚度的车辆状态方程关联起来,并应用了线性二次型最优控制理论(LQR)设计了综合考虑轮胎非线性特征的四轮转向线性二次型最优综合控制算法;用Matlab/Simulink和Carsim建立了联合仿真模型对所设计的控制算法的控制效果进行了验证. 仿真结果表明:在低附着系数路面进行车道变换行驶时,基于定轮胎侧偏刚度LQR线性控制的四轮转向汽车与前轮转向汽车相比具有更加优越的操控性能;基于非线性轮胎侧偏刚度LQR权系数控制的四轮转向汽车比定轮胎侧偏刚度LQR线性控制的四轮转向汽车要有较好的操控性能.      

一种新的纯工况轮胎操稳模型

为使用较少的参数就可精确地表达具有强非线性的轮胎力学特性,通过对纯侧偏及纵滑轮胎力学特性试验数据的观察,引申出轮胎滑移刚度衰减曲线概念,进而提出了一种新的轮胎操稳特性表达方法,给出了纯工况时侧向力、纵向力及回正力矩的基本公式,并进行了建模结果与试验数据的对比.所提出的模型具有物理意义明确,参数少,精度高的特点.     

非阿克曼几何状态下汽车车轮受力分析

为了研究汽车低速行驶时的转向特性,针对转向梯形造成的车轮运动侧偏角和受力进行了分析。根据受力平衡原理和运动协调条件,分别建立车轮受力方程式,并采用数值计算的方法对各个车轮的侧偏角进行求解。结果表明,前外轮侧偏角最大,所受侧向力最大,其次是前内轮,后轮也受到一定的侧向力,后内轮受力比后外轮大。试验现象支持理论分析,证明该分析方法是有效的。     

基于仿真的客车稳态转向特性影响因素分析

建立了客车操纵动力学仿真模型，根据仿真结果分析了影响稳态转向特性的主要因素．用中性转向点侧向加速度、不足转向度和车厢侧倾度三个评价指标对稳态转向特性评价计分，并根据计分值对悬架和轮胎参数进行调整以改善客车的操纵性能．     

速差转向车辆的建模验证与操纵性能分析

以一辆装备有双差速液压机械传动装置的8×8速差转向全地形车为研究对象,对其操纵性能进行分析与讨论.建立了速差转向车辆2自由度动力学模型,并对该模型进行了试验验证.试验结果表明,速差转向车辆与阿克曼转向车辆的操纵性能、稳态性能有很大的差异,速差转向车辆特殊的转向能力使其具有更好的操纵性;速差转向车辆的瞬态操纵性能优于阿克曼转向车辆;由于转向过程中会产生较大的轮胎侧偏角,速差转向车辆轮胎易磨损.