基于MATLAB/SIMULINK的车轮外倾角对车辆高速转向稳定性的影响研究

基于Matlab/Simulink建立了考虑汽车车身侧倾转向的3自由度仿真模型,研究了车轮外倾角对汽车高速转向稳定性的影响。结果表明前轮正外倾角、后轮负外倾角有利于提高转向稳定性,特别是在大转角的危险工况可以避免发生侧滑和侧翻。     

侧倾转向和侧倾外倾系数的计算与分析

论述了侧倾转向和侧倾外倾系数的意义和获得方法,然后以某汽车为例计算了侧倾转向系数和侧倾外倾系数,并对其进行了分析.探索了一种计算不同侧向加速度下侧倾转向和侧倾外倾系数的方法.     

电动轮汽车差速助力转向路感分析

电动轮汽车为汽车转向技术提供了一种新的方法,它运用了差速助力转向系统,在可以实现转向灵敏和转向路感的完美结合的同时,有效降低了汽车转向系统的能耗,解决了转向系统机械结构复杂的问题,提高了汽车行驶的安全性,是一种比较理想的汽车动力转向技术。文中采用拉格朗日方法建立考虑车身侧倾的3自由度汽车转向系统模型,并对差动助力转向系统进行转向路感分析,通过在Matlab中建立模型进行仿真,研究各个参数对路感的影响,得出了影响路感的参数。     

EPS与主动悬架系统自适应模糊集成控制的仿真与试验研究

在建立的汽车整车主动悬架和EPS动力学模型(包含转向运动、俯仰运动和侧倾运动等模型)的基础上,运用自适应模糊控制方法,利用车身姿态的变化动态地调节主动悬架控制器和EPS控制器的输出,实现了对EPS和主动悬架系统的集成控制。为了验证控制系统的可行性和有效性,分别进行了仿真和实车道路试验。结果表明,集成控制显著提高了汽车的行驶平顺性和操纵稳定性,整车综合性能明显优于传统的悬架和转向系统。     

基于MATLAB/Simulink的车辆转向稳定性的仿真研究

汽车的操纵稳定性是衡量汽车安全性最基本的指标之一,影响汽车行驶稳定性的基本因素主要有横摆角速度与质心侧偏角,将汽车简化为二自由度模型,建立关于横摆角速度与质心侧偏角的转向微分方程.基于MATLAB/Simulink软件建立仿真模型,对前轮转向与四轮转向典型的二自由度汽车模型进行仿真分析.对比两轮转向和四轮转向的稳定性....     

汽车ESP模糊自适应控制

基于模糊控制理论设计了一种模糊自适应ESP控制器,该控制器可根据反馈的车辆状态信息自动适应车速和路面附着系数的变化.采用Matlab/Smulink建立了14自由度车辆模型和控制器模型,考虑了轮胎的非线性特性对汽车转向特性与行驶稳定性的影响.仿真结果表明,该控制器能够提高汽车在高速或光滑路面上的操纵稳定性,有较强的适应性和鲁棒性.     

轿车EPS动力学联合仿真与分析

汽车的安全性越来越受到重视,人们对汽车的操纵稳定性有了更高的要求。文章采用ADAMS软件,介绍了基于轿车EPS（电动助力转向系统）的机电一体化动力学仿真方法,并通过联合仿真试验研究了EPS对操纵稳定性的影响。从试验结果可以看出,装有EPS的汽车横摆角速度和车身侧倾角都得到了有效的控制,从而提高了汽车的操纵稳定性,满足了人们对汽车行驶安全性的要求。     

六轮电驱动铰接式自卸车操纵稳定性研究

为一辆60t六轮电驱动铰接式自卸车建立考虑侧倾自由度的整车转向运动数学模型,以研究其稳定行驶的条件,分析车体质心位置对行驶稳定性的影响。接着建立了整车ADAMS/AMESim联合仿真模型,进行稳态回转试验和转向盘角阶跃输入试验的仿真,以观察整车的操纵稳定性,并分析后车体质心位置对稳定性的影响。仿真结果验证了所建模型的正确性。     

一种新型开关式主动横向稳定杆装置的控制研究

针对装有被动横向稳定杆的车辆在高速大转角转向时容易发生侧翻及在直线行驶时乘坐舒适性变差的问题,设计了一种开关式主动横向稳定杆装置。基于整车6自由度模型设计了线性二次型最优控制器对车辆转向时的侧倾进行控制;直线行驶时,主动横向稳定杆处于"OFF"状态,降低悬架刚度,提高车辆舒适性。采用时域与频域仿真验证了该装置的有效性,并通过台架试验对基于粒子群优化的线性二次型最优侧倾控制策略进行了验证。     

横向稳定杆与汽车稳态转向特性关系的仿真研究

在充分考虑侧倾对汽车操纵稳定性影响的情况下,建立起基于横向动力学的整车模型,并进行了汽车稳态转向特性的仿真研究。     

Vehicle stability control system for enhancing steerabilty,lateral stability,and roll stability

The Vehicle stability control system is an active safety system designed to prevent accidents from occurring and to stabilize dynamic maneuvers of a vehicle by generating an artificial yaw moment using differential brakes. In this paper, in order to enhance vehicle steerability, lateral stability, and roll stability, each reference yaw rate is designed and combined into a target yaw rate depending on the driving situation. A yaw rate controller is designed to track the target yaw rate based on sliding mode control theory. To generate the total yaw moment required from the proposed yaw rate controller, each brake pressure is properly distributed with effective control wheel decision. Estimators are developed to identify the roll angle and body sideslip angle of a vehicle based on the simplified roll dynamics model and parameter adaptation approach. The performance of the proposed vehicle stability control system and estimation algorithms is verified with simulation results and experimental results.     

主动悬架系统对汽车侧翻稳定性改善分析

针对被动悬架系统侧翻稳定性比较差的问题,提出采用主动悬架系统的方法进行改善。通过汽车侧倾运动状态分析,建立了被动悬架系统、主动悬架系统和控制系统模型。模拟分析得到主动悬架系统使得汽车在弯道行驶时的侧倾角有效值下降了92.8%,侧倾角加速度有效值下降了78.2%,侧翻因子有效值下降了92.6%。结果表明:利用主动悬架系统可以有效地降低汽车非直线行驶时的侧倾角以及侧倾角加速度,提高汽车的侧翻稳定性,是提高汽车非直线行驶状态下安全性的一个合理的解决方案。     

某全驱沙漠车悬架侧倾刚度设计研究

以某4x4全驱沙漠车为研究对象,提出了一种简化的整车数学模型,建立了整车侧倾角与板簧、横向稳定杆刚度的函数关系,得到悬架侧倾角刚度对整车侧倾性能的影响。并介绍了横向稳定杆角刚度计算方法,前后悬架侧倾角刚度匹配原则。     

液压互联悬架抗侧倾控制研究（双语出版）

针对车辆减少能量消耗与提高抗侧倾能力需求,提出了一种主/被动可切换的液压互联悬架抗侧倾控制方法。基于9自由度车辆动力学模型,考虑蓄能器、液压缸、液压泵三者之间耦合的体积-流量-压力特性,建立液压互联悬架主动控制时域模型;结合"车身侧倾角-车身侧倾角速度"相平面法及车辆侧向加速度,得到车辆侧倾稳定域,并提出液压互联悬架系统侧倾稳定性控制介入与退出判据;在此基础上,采用Backstepping非线性控制算法设计主动液压互联抗侧倾控制器。最后,分析并改进侧倾稳定性评价指标,通过在MATLAB/Simulink环境下进行高速双移线、鱼钩试验等极端工况数值仿真,验证所提出的液压互联悬架主/被动切换控制系统能在减少能量消耗的情况下能否提高车辆抗侧翻的能力。研究结果表明：所提出的控制系统能有效提高车辆抗侧翻能力;当车辆侧倾状态超出设定的侧倾稳定区域介入线时,液压互联悬架系统由被动模式切换为主动抗侧倾模式,控制车辆侧倾状态回到稳定区域,以提高车辆侧倾稳定性;当判定车辆侧倾状态满足主动控制退出条件时,液压互联悬架系统回到被动模式,以减小能量消耗。     

基于刚体模态理论的动力总成悬置系统优化设计

以一轿车动力总成悬置系统为研究对象,建立动力总成悬置系统动力学模型,计算该模型的刚体模态,并在整车状态下进行动力总成悬置系统及车内方向盘和座椅导轨的振动测试。计算和实验结果表明,合理分配刚体模态频率和提高刚体模态解耦率对整车NVH性能有显著提高。     

Stability and optimised H∞ control of tripped and untripped vehicle rollover

Vehicle rollover is a serious traffic accident. In order to accurately evaluate the possibility of untripped and some special tripped vehicle rollovers, and to prevent vehicle rollover under unpredictable variations of parameters and harsh driving conditions, a new rollover index and an anti-roll control strategy are proposed in this paper. Taking deflections of steering and suspension induced by the roll at the axles into consideration, a six degrees of freedom dynamic model is established, including lateral, yaw, roll, and vertical motions of sprung and unsprung masses. From the vehicle dynamics theory, a new rollover index is developed to predict vehicle rollover risk under both untripped and special tripped situations. This new rollover index is validated by Carsim simulations. In addition, an H-infinity controller with electro hydraulic brake system is optimised by genetic algorithm to improve the anti-rollover performance of the vehicle. The stability and robustness of the active rollover prevention control system are analysed by some numerical simulations. The results show that the control system can improve the critical speed of vehicle rollover obviously, and has a good robustness for variations in the number of passengers and longitude position of the centre of gravity.     

非满载液罐半挂汽车列车侧向耦合动力学模型

为方便液罐半挂汽车列车（Tractor Semi-trailer Tank Vehicle,TSTTV）罐-车整体的优化设计匹配,综合提高整车的侧倾稳定性、侧向动力学稳定性及操纵特性,基于Lagrange方法和椭圆规摆等效机械液体晃动模型建立TSTTV的整车侧向耦合动力学模型,其典型特征是实现罐内液体侧向晃动与车辆横摆运动、侧向运动、悬挂质量的侧倾运动及非线性侧向轮胎力的集成一体化建模,贯通液体晃动动力学与车辆侧向动力学稳定性之间的联系。通过开环正弦停滞转向输入操作响应对所建立的模型进行分析评价,考察车辆横摆角速度、质心侧偏角、侧倾角、侧向载荷转移率及液体晃动角等状态量在2种充液比（F_L=40%,80%）及2种罐体椭圆率（Δ=1.0,1.3）下的响应。研究结果表明：所建立的TSTTV模型可以实现液体侧向晃动作用下的车辆侧向耦合动力学仿真分析,能够反映充液比、罐体截面椭圆率等运输条件和罐体几何参数对整车侧倾稳定性、侧向动力学稳定性及操纵特性的影响;基于该模型可以针对液体介质、充液比及道路环境等运输条件因素的影响,研究以提高整车侧向动力学稳定性为目标的TSTTV灌-车整体的优化设计匹配问题,这对提升液罐车的设计性能、提高行驶的安全性和运输效率具有重要意义。     

车辆系统垂向与横向耦合的侧倾状态估计

为有效解决复杂行驶工况下车辆耦合侧倾运动状态无法精确获取,进而对车辆系统操纵稳定性与乘坐舒适性兼顾优化无法提供准确输入的难题,本文中设计了基于车辆垂向与横向耦合动力学的双非线性状态观测器算法,以实现复杂行驶工况下车辆耦合侧倾运动状态的实时准确估计。首先,建立了路面激励模型与整车系统垂向与横向耦合动力学模型;接着,利用无迹卡尔曼滤波方法(UKF)与非线性模糊观测(T-S)理论,设计了非线性状态观测算法,以在不同路面激励工况下对车辆系统簧载质量与侧倾状态进行联合估计;最后,运用CarSim■动力学软件,对比分析了在标准A级与C级路面上进行J-turn试验工况下,采用联合状态观测器(UKF&T-S)实时估计车辆侧倾角与侧倾率的观测精度。结果表明,本文所设计的UKF&T-S观测器可有效估计车辆侧倾状态,且与CarSim■仿真数据相比识别状态标准偏差不超过10%。     

汽车最大侧倾稳定角的简化计算

汽车最大侧倾稳定角直观地反映了汽车的侧倾稳定性能,是影响汽车行车安全的一个重要指标。本文对国内外在汽车静态侧倾稳定性方面的研究现状进行了概括和总结,归纳了当前在汽车最大侧倾稳定角测量及计算方面存在的主要问题,并在此基础上建立了考虑悬架及轮胎变形的汽车静态侧倾简化模型,通过理论推导得出通过汽车质心高度计算汽车最大侧倾稳定角的公式,提出了一种考虑汽车悬架及轮胎变形时通过汽车质心高度换算最大侧倾稳定角的测量计算方法。