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。     

线控主动四轮转向汽车控制策略及试验研究

传统四轮转向汽车难以同时跟踪理想的质心侧偏角和横摆角速度,在高速转弯时会出现横摆角速度的下滑,针对这种问题,提出一种线控主动四轮转向系统及其控制方法。首先建立四轮转向汽车二自由度模型,在此基础上提出模型参考滑模控制策略,采用模糊算法对抖振进行抑制,实现对前后轮转角的主动控制,使其能够同时跟踪理想的质心侧偏角和横摆角速度。仿真研究表明,该控制策略能够提高线控主动四轮转向汽车的机动性和操纵稳定性。最后搭建了整车试验平台并进行测试,测试结果表明,该线控主动四轮转向系统能够实现前后轮主动转向功能。     

基于MATLAB/Simulink四轮转向机构的运动仿真与分析

根据运动学相关理论,在前轮转向二自由度汽车模型上建立四轮转向汽车的数学模型,运用MATLAB/Simulink软件进行建模,汽车在匀速直线运动下给定一个方向盘转角作为仿真条件,观察两种转向机构的横摆角速度和质心侧偏角的变化特点并比较。仿真结果表明,低速状态下,四轮转向系统汽车运用前后轮同时做逆向运动,提供了比前轮转向系统更大的横摆角速度,质心侧偏角在短时间内稳定为零,减小了转弯半径,灵活性增加;高速状态下,四轮转向系统汽车前后轮同时做同向运动,横摆角速度小于前轮转向系统的横摆角速度,质心侧偏角最终为零,且保持稳定,操纵稳定性提高。装备了四轮转向系统的汽车优于装备前轮转向系统的汽车。     

四轮转向车辆操纵稳定性仿真分析

采用线性二自由度汽车模型,建立汽车四轮转向的运动微分方程式,从而对四轮转向汽车进行转向特性的进一步研究。在建立四轮转向汽车操纵动力学的模型基础上,借助MATLAB/Simulink模块对四轮转向汽车的动力学响应进行仿真分析,并将仿真结果与传统的前轮转向汽车作对比。仿真结果表明:四轮转向汽车在高速行驶时具有更好的操纵稳定性。     

基于Matlab/Simulink的四轮转向汽车操纵稳定性仿真

分析了四轮转向(4WS)汽车的运动特性,建立了四轮转向汽车数学模型,得到质心侧偏角与前轮转角之间的传递函数,基于Matlab/Simulink研究了四轮转向汽车的操纵稳定性。并给出了仿真实例和结果,表明4WS车辆在高速范围内保持对操纵反应的灵敏、一致又不过度,在降低驾驶员操纵难度的情况下,较大地改善了车辆在高速时的瞬态操纵稳定性。     

考虑车身侧倾的4WS汽车横向稳定性与Hopf分岔特性

四轮转向汽车与传统前轮转向相比,能增加车辆高速行驶稳定性和低速转向灵敏性。车身侧倾时轮荷转移会改变轮胎侧偏特性,从而影响4WS汽车横向稳定性及分岔特性,为此研究了考虑车身与底盘的非线性耦合,建立了考虑车身侧倾时轮荷转移的3-DOF闭环系统动力学模型,先定性判定系统Hopf分岔存在性与稳定性,再运用数值方法计算系统的稳定区域与Hopf分岔特性。并与2-DOF闭环系统平面模型对比,结果表明,2种模型计算结果有明显区别。对于3-DOF系统,随着预瞄距离、前后轮转角比例系数的增大,系统稳定区域会增大;随着前后轮转角比例系数的增大,汽车侧倾角、侧倾角速度的自激振动极限环幅值呈减小的趋势。     

两轴四轮汽车四轮转向机构的运动分析

介绍了四轮转向汽车四轮机构的基本运动关系．系统地分析了二自由度四轮转向汽车模型的运动方程，建立四轮转向汽车的物理和数学模型，得到质心侧偏角与前轮转角之间的传递函数。在此基础上对四轮转向汽车运用Matlab软件进行仿真分析，得出了四轮转向汽车与传统两轮转向汽车相比的优势。     

基于多轴转向的三轴汽车操纵稳定性仿真分析

针对三轴重型汽车低速机动性差,高速稳定性不好的特点,对三轴汽车多轴转向技术进行了分析,建立了三轴汽车全轮转向的二自由度模型和运动微分方程,采用实用的基于零质心侧偏角前后轮转角成比例的控制策略,推导了各轴的转角比例系数及相关的状态空间矩阵及传递函数,对不同转向模式下的操纵稳定性进行了仿真分析比较。结果表明,三轴汽车采用多轴转向技术,具有低速灵活性高、高速稳定性好的特点。     

汽车操纵稳定性的仿真

分析了汽车侧倾引起的左右轮胎垂直载荷的重新分配,以及轮胎侧向力非线性变化对操纵稳定性的影响,并综合考虑汽车转向系和行驶系的结构和性能特性,建立两轴汽车操纵稳定性数学模型.并对用Simulink构建的计算机模型进行仿真,仿真结果与试验结果一致,证实模型具有很好的精度和实用性.分析了车速、转向系刚度、前后轮侧偏刚度比、前后悬架侧倾角刚度比以及侧倾对汽车操纵稳定性的影响.     

模型跟踪主动四轮转向汽车最优控制研究

基于车辆线控转向技术,根据最优控制理论,提出了一种汽车前、后轮转角主动转向控制新策略。以汽车侧向动力学二自由度模型为基础,确立了车辆转向理想跟踪模型,设计了四轮主动转向最优控制器,对所设计的控制器进行了仿真分析与验证。仿真结果表明:所设计的前、后轮转角最优控制器改善了车辆瞬态与稳态响应特性,且能很好地跟随理想车辆转向模型,提高了车辆的操纵稳定性。     

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。     

四轮独立转向系统控制策略与试验

提出了一种通过独立控制后轮转向以提高车辆操纵稳定性和机动灵活性的方法。具体阐述了四轮独立转向控制系统的总体结构。根据独立转向控制策略,建立了四轮独立转向汽车数学模型,推导出独立后轮转角的函数表达式。分析了四轮独立转向模型仿真结果与四轮独立转向样车道路试验结果,并验证了四轮独立转向理论的有效性与可行性。     

基于DSP的4WS汽车硬件在环仿真

构建了基于DSP的4WS控制器硬件在环仿真系统,建立了线性二自由度4WS汽车数学模型,以零侧偏角作为控制目标,采用前轮转角比例前馈 横摆角速度比例反馈的控制方法,设计了4WS系统控制器来控制汽车后轮的转角,以TMS320F2812型DSP芯片作为控制器的核心,实现了4WS控制器的硬件在环仿真,得到了较为理想的控制效果。     

农用柔性底盘前轮转向动力学研究

农用柔性底盘通过偏置转向轴转向,4个独立的电动轮既要用于行进,又要驱动转向,控制难度大.为探明柔性底盘前轮转向过程的转向特性,建立了7自由度整车动力学模型,并通过Matlab/Simulink软件建立相应的交互控制仿真模型,进行了不同车速下单轮驱动转向与双轮比例控制转向的仿真与分析,根据仿真结果制定了控制策略;在此基础...     

四轮转向汽车操纵动力学仿真分析

基于二自由度汽车模型提出了一种新的有关4W S最优控制的方法,即采用了转向盘前馈加上作用于前后轮的侧偏角和横摆角速度反馈的控制方法,讨论这种控制方法的可控性和可观测性,结合实际参数对4W S系统进行仿真分析并讨论参数Kc对系统的影响,最后提出其发展方向。     

前轮主销后倾角对高速转向稳定性的影响

为提高车辆高速转向时的行驶稳定性，通过建立整车二自由度模型和转向系统力输入动力学方程，用Routh-Hurwitz稳定判据推导了前轮主销后倾角与转向稳定极限车速匹配关系计算式。用样车进行了实例计算和试验研究，试验结果验证了理论分析与计算式的正确性，表明该计算式对前轮主销后倾角与转向稳定车速的关系有一定预测性。     

某车型麦弗逊转向悬架分析与优化设计

针对某轿车改款为SUV,抬高车身后悬架系统重新布局,出现前麦弗逊转向悬架在车轮上跳行程朝正前束变化,整车趋于过度转向,且阿克曼偏差较大,转向过程中轮胎磨损较大的不良情况,根据悬架结构特点,利用其几何约束条件,分别对有无转向拉杆时的悬架运动学进行了分析,揭示了转向拉杆对车轮前束角与外倾角的影响量。通过转向梯形断开点位置对阿克曼特性和前束角的影响分析以及整车实际空间布局限制,建立了优化设计模型,在Matlab中进行了优化计算。优化结果避免了前束恶化现象,并减小了阿克曼偏差,从而提高了整车操纵稳定性,并减少了汽车转向过程中的轮胎磨损。     

极限工况下汽车轮胎侧偏角测试方法研究

轮胎侧偏特性识别是汽车动力学稳定性控制的基础,而极限工况下因侧倾转向和变形转向的影响,基于动力学模型的轮胎侧偏角估计方法精度变差。提出一种基于直接视觉测量转向轮转角和车身姿态的轮胎侧偏角测试方法,为极限工况下转向轮转角和轮胎侧偏角观测模型研究提供技术手段。首先分析了侧偏角测试原理,基于高精度定位定向差分GPS和图像实时处理器CVS 1456等构建了实车试验系统。在对试验车转向系统传动比进行标定的基础上,原地转向和小侧向加速度行驶试验表明:基于图像获取转向轮转角与基于转向盘转角方法一致性好。圆周加减速行驶试验表明,在侧向加速度约0.8 g时,汽车达到极限工况,基于图像方式获取的转向轮转角曲线体现了侧倾转向和变形转向的影响,试验车具有不足转向特性。实车试验表明所提出方法是有效、可行的。