基于车轮纵侧向力动态分配的DYC研究

研究了基于轮胎纵向制动力与侧向力动态分配的车辆稳定性控制策略,即根据车辆实时的运动状态调整前后轮纵向力与侧向力的值,从而产生变化的横摆力矩。采用二自由度的车辆横摆角速度作为参考值,与实际的横摆角速度进行比较,同时根据前后轮纵向力与侧向力对横摆角速度的作用,确定前后轮纵向力与侧向力的比值。最后与传统的单一纵向制动力调节进行比较,该控制方法不仅在能够在较低附着路面上进行横摆稳定性调节,而且实时的变纵向力与横向力比值调节,能够更快地使车辆回到理想的运动状态。     

车辆横摆角速度跟踪控制方法

为改善车辆操纵稳定性，用二自由度车辆动力学状态方程建立了车辆横摆角速度跟踪控制模型。用横摆角速度与其期望值的差值确立了性能指标并求出了反馈控制增益，用该模型计算了车辆在急速转向操纵时的侧向加速度、横摆角速度以及车辆质心的侧偏角响应，计算结果表明了方法的有效性。     

基于主动制动的车辆稳定性系统最优控制策略

引入分层控制概念设计了横摆力矩控制和滑移率控制相结合的车辆稳定性控制系统.建立了侧偏角和横摆角速度具有最佳输出响应的车辆理想模型,采用前馈与反馈控制相结合跟踪理想模型的控制策略,基于最优控制理论设计横摆力矩控制器.通过设计理想滑移率分配模块确定下层滑移率控制器理想值,基于模糊控制理论设计滑移率控制器.在Matlab/Simulink平台上建立8自由度非线性车辆模型,分别在低附着和高附着路面条件下进行了仿真分析.结果表明:采用分层控制可以很好地实现车辆所需横摆力矩,有效地控制车辆质心侧偏角和横摆角速度跟踪理想模型,瞬态及稳态响应良好,改善了车辆操纵稳定性.     

基于电动轮汽车四轮转向控制策略研究

为提高四轮转向汽车的稳定性,提出了一种基于电动轮汽车的线性二次型调节器(Linear Quadratic Regulator,LQR)控制与直接横摆力矩(Direct Yaw-moment Control,DYC)协调控制策略。首先设计了以侧向车速、横摆角速度和侧向位移为控制目标的LQR控制器,然后设计了以横摆角速度为控制目标的DYC控制器,最后通过CarSim与MATLAB联合仿真验证表明:在良好工况下,LQR控制四轮转向车辆可实现质心侧偏角趋近于0和横摆角速度在理想范围内的折中最优化控制。在极限工况下,LQR四轮转向系统中附加横摆力矩协调控制可明显提高车辆的稳定性。     

空气阻力及升力对高速车辆操纵稳定性的影响

建立考虑空气阻力及升力影响、前轮回正的车辆转向运动的动力学模型,求取考虑空气阻力及升力的车辆稳态横摆角速度增益。基于车辆稳态横摆角速度增益解析表达式,定量解析了空气阻力及升力对车辆转向特性的影响,得知随着车速提高,空气阻力及前轴处的空气升力增强,车辆不足转向趋势愈加明显,而后轴处空气升力的作用与前二者相反。基于上述车辆转向运动的动力学模型,通过数值仿真研究了空气阻力及升力对高速车辆路面不平度稳定性的影响,得知空气阻力及前轴处空气升力的增大可使车辆质心侧向偏移量减小,而后轴处空气升力的增大则使车辆质心侧向偏移量变大。     

多轴转向车辆零侧偏角控制策略研究

建立了多轴转向车辆的二自由度操纵动力学模型,并得到多桥转向车辆横摆角速度.质心侧偏角及侧向加速度与前轮转角之间的传递函数的通用公式.在此基础上,得到车辆采用零侧偏角控制策略时,车辆转向中心到质心的距离,横摆角速度增益及侧向加速度增益的表达式.以某五轴转向车辆为例.对其转向性能进行了分析.结果说明:零侧偏角控制策略能适用于工程车辆.且能使车辆转向更平稳,在高速运行时,能显著提高车辆的稳定性.     

一种新型的车辆稳定性分层控制策略

为了优化稳定性控制算法,提出并仿真分析了一种新型的车辆稳定性分层控制策略。该控制策略由上下两层组成,上层控制器基于最优控制理论的横摆力矩控制策略,下层控制器采用最优分配法,将修正横摆力矩合理分配到各车轮上。基于MATLAB/Simulink建立了八自由度非线性车辆模型,并对该模型进行了实车实验验证,然后基于该模型对该控制策略进行了仿真分析,验证了此分层控制策略的有效性。仿真结果表明,在大侧向加速度和大侧偏角的极限工况下,所设计的新型控制系统能够有效地改善车辆的操纵稳定性。     

基于分层模型的轮毂电机驱动车辆直接横摆力矩控制

为提高多轮轮毂电机驱动车辆动力学综合控制性能,提出了一种基于分层模型的直接横摆力矩控制策略。上层为运动跟踪控制层,设计了基于车轮转角的前馈控制器,对车辆横摆角速度稳态增益进行调节,同时将滑模控制进行改进,设计了滑模条件积分控制器进行反馈控制,使横摆角速度追踪其期望值;下层为转矩优化分配层,基于稳定性优先原则,建立了以减小轮胎负荷率为目标的优化函数,并且将控制分配问题转换为二次规划问题进行求解。依托某型8×8轮毂电机驱动样车进行实车试验,结果表明,在连续转向工况和双移线工况下,所提出的控制策略使车辆最大横摆角速度偏差分别降至理想横摆角速度的6%和9%以内。此外,该策略能够有效控制轮胎负荷率,实现转向行驶时的转矩优化分配,改善了车辆操纵稳定性。     

4WID-4WIS车辆横摆运动AFS+ARS+DYC模糊控制

对四轮独立驱动-独立转向(4WID -4WIS)车辆横摆稳定性控制进行研究.对侧偏角与横摆角速度之间的耦合性进行分析,提出了控制策略:当质心侧偏角比较小时以理想横摆角速度跟踪控制为主,当质心侧偏角比较大时以抑制质心侧偏角过大为主.基于模糊控制技术提出集成“主动前/后轮转向+直接横摆力矩控制”( FRD)的新型车辆横摆稳定性控制系统.仿真结果表明,与直接横摆力矩控制(DYC)的车辆相比,FRD可明显降低车辆的制动力矩和车轮纵向滑移率,确保车辆在低附着路面上高速行驶时具有良好的横摆稳定性.     

超车简化模型气动干涉实验与数值研究

基于风洞实验和数值模拟方法,研究了简化车辆模型在超车过程中气动特性的变化规律。整个过程视作准静态,两车横向间距固定且为模型宽的35%,测得两车在不同纵向相对位置时被超车的气动力及流场分布。结果表明:主超车从被超车的后部运动至前部时,被超车受到的气动力和横摆力矩会发生显著变化,当主超车刚到达被超车尾部时,后者所受阻力和侧力均取得最大值。     

基于MATLAB/Simulink的四轮转向车辆的操纵稳定性研究

为了研究四轮转向汽车的操纵稳定性,只考虑汽车的横摆运动和侧向运动,将汽车简化为线性二自由度模型。采用前后轮转角成比例的控制策略,对四轮转向汽车的控制系统进行分析,推导出系统状态空间方程,并在MATLAB/Simulink里建立该控制策略下的4WS(Four-wheel Steering)模型,对汽车的操纵稳定性进行仿真分析,将仿真结果与前轮转向进行对比。仿真结果表明:四轮转向汽车能有效地提高低速时的机动性,减小转弯半径,同时提高车辆高速时的操纵稳定性。     

基于转向半径的汽车稳态转向特性分析

汽车等速行驶时，常用稳态横摆角速度与前轮转角之比来评价其稳态响应。根据稳定性因数的数值不同，可将汽车的稳态转向特性分为三种类型：不足转向、中性转向和过多转向。本文通过几何学、车辆运动方程式，分别推导出汽车转向半径公式，在各相应的条件下，分别基于转向半径公式对汽车三种稳态转向特性进行分析。     

基于自抗扰技术的智能车横向控制

针对智能车辆横向控制问题,以二自由度车辆模型为研究对象,通过构造一个关于横向偏差和期望偏航角的理想偏航角,以控制车辆横摆角跟踪到理想偏航角为目的,设计自抗扰车辆横向控制器。自抗扰控制器能够将车辆的质量参数、侧偏刚度等不确定参数和外界扰度观测出来并进行补偿,保证控制系统的鲁棒性。Simulink/CarSim联合控制仿真实验表明:车辆跟踪双移线路径时,自抗扰控制器相较于模型预测控制器的路径跟踪精度更高;在不同道路附着条件和不同负载时,都具有良好的跟踪效果。     

三轮农用运输车侧倾稳定性的计算方法

指出了三轮农用运输车悬架以上质量的侧倾轴线位置,分析了悬架以上质量的 地整车侧倾稳定角和临界翻倾车速的影响。在此基础上,推导了三轮农用运输车侧倾稳定性计算公式。给出了计算实例,并与传统方法和试验结果进行了比较,结果表明,本文的计算方法结果更精确。     

三轴车辆转向性能分析

建立了多轴车辆定比例转向系统理想模型和多轴车辆侧向动力学模型,通过对两模型定比例转向时的低速转向半径进行比较,验证了多轴车辆侧向动力学模型的合理性.基于该模型,分别分析了定比例转向系统和变比例转向系统的低速转向半径和高速操纵稳定性.结果表明:定比例转向的多轴转向系统低速机动性不够好,且高速稳定性很差;变比例转向的多轴转向系统在提高车辆机动性的同时,还能改善车辆的高速稳定性.     

用于汽车横向稳定性的模糊控制器的设计与研究

运用模糊控制理论在所建立的车辆非线性模型的基础上,设计了用于车辆横向稳定性的3种模糊控制器———基于横摆角速度的反馈控制、基于质心侧偏角的反馈控制以及基于这两个参数的联合反馈控制,并应用MATLAB/S imu link对所设计的3种模糊控制器分别进行了仿真分析,结果表明,3种控制器均能改善车辆的横向稳定性,能够提高车辆行驶的安全性,并且,联合控制的控制效果要优于单独控制。     

一种四轮转向车辆操纵稳定性仿真分析

对转向时车辆质心侧偏角近似等于零为控制目标的四轮转向车辆操纵稳定性进行仿真分析。在建立四轮转向车辆操纵动力学模型,得到其状态方程的基础上,求解出横摆角速度和侧向加速度与前轮转角的传递函数,借助Matlab/Simulink,进行时域和频域的仿真,并将仿真结果与传统前轮转向车辆做比较,结果表明四轮转向车辆大大提高了车辆的操纵稳定性。     

三轴车辆全轮转向操纵稳定性仿真分析

建立并分析了某三轴车辆全轮转向二自由度模型及其运动微分方程,分析了整车在质心零侧偏角比例控制策略下的转向中心位置以及2、3轴转角比例系数与车速的关系,分析了整车的稳态横摆角速度增益。建立了三轴车动力学仿真模型,结合控制策略对比仿真了2WS车和6WS车在不同车速下的瞬态响应。分析结果表明,采用质心零侧偏角比例控制策略有利于提高三轴车低速转向时的机动性和高速转向时的操纵稳定性。