汽车转向特性模拟计算的初步研究

汽车的转向特性是研究及评价一辆现代汽车的最重要特性之一。本文在分析已有资料的基础上,建立一个多自由度非线性的数学模型,编制了求解方向盘固定转角输入时的稳态响应及方向盘阶跃转角输入时的瞬态响应的程序,以用于分析某些汽车结构参数对汽车转向特性的影响。本文以北京吉普BJ-212A为例,测定该车的有关参数,计算了若干种改进设计方案的转向特性。其中一个方案的稳态响应计算结果用试验作了验证。     

电动助力转向系对汽车角输入响应影响的仿真

详细地分析和推导出了具有不同控制方式的EPS系统的传递函数，在Matlab环境中进行了仿真计算并对结果进行了分析，定性地说明了EPS系统的控制方式和结构参数对汽车转向盘角阶跃输入下的稳态、瞬态和频率响应特性的影响。     

车辆频率响应特性分析及试验评价指标研究

频率响应特性在操纵稳定性试验研究中具有重要意义,本文应用频率响应特性理论基础,首先依据动力学系统运动方程,通过对运动方程求解特征根,研究了固有频率、阻尼比、响应性三个车辆转向输入响应动态特性,然后介绍并分析了频域响应特性试验方法及幅频特性曲线获取方法,进而提出频带宽度、固有频率、阻尼比、响应性四大类,十七项试验评价指标。     

装备EPS系统特锐样车操纵稳定性客观评价

对装备电动助力转向(EPS)系统的整车操纵稳定性进行评价的必要性进行了分析,介绍了装备EPS的整车操纵稳定性评价的具体内容。给出装备EPS的特锐样车原地转向轻便性、转向盘中间位置操纵稳定性、转向回正性、转向瞬态响应特性(转向盘转角脉冲输入)的试验方法和标准,对其操纵稳定性进行了评价。评价结果表明,所采用的评价方法有效、可行。     

两种汽车动态特性测量方法比较

汽车转向盘转角脉冲输入试验和汽车转向盘转角随机输入试验是汽车操纵稳定性试验的一部分,通常以汽车横摆角速度频率特性来表征汽车的动态特性;因此频率特性的测量成为汽车操纵稳定性试验重要的项目之一。对同一车辆分别进行转向盘转角脉冲输入试验和转向盘转角随机输入试验,并对这两种测量汽车动态特性的方法进行比较分析。结果表明,通过转向盘转角随机输入方法测得的车辆动态特性数据更加准确。因此,在具备试验条件的情况下应优先选用此方法,以获得更精准的数据。     

汽车瞬态响应试验频域特性分析

基于对汽车瞬态响应频域特性理论知识的梳理,以及对国内外试验标准和评价指标的解读,开展2个验证:第一,验证了扫频频率和扫频幅值2个因素对连续正弦试验结果和评价指标的影响,得出谐振频率、谐振峰水平和相位角受扫频截止频率影响较大,对扫频幅值的变化不敏感;第二,围绕连续正弦输入的两个截止频率到底哪一个更接近角脉冲输入的评价结果,运用仿真和试验2种手段进行验证,得出4Hz连续正弦输入的各评价指标与角脉冲输入结果更为接近,建议采用此频率作为连续正弦输入的截止频率.     

柴油机油底壳振动与噪声辐射仿真分析与优化北大核心

对4缸柴油机油底壳的振动与噪声进行预测,并给出了多种结构优化方案进行降噪研究。在三维设计软件Creo中简化油底壳模型,导入有限元软件HyperMesh和AnsysWorkbench建立有限元模型,分析了油底壳在正常工作情况下的模态特性和瞬态响应特性。利用瞬态响应结果计算得到了油底壳声功率值。根据计算结果给出了3种不同的降噪方案,仿真结果表明3种优化方案均满足降噪的要求。     

转向横拉杆弹性对车辆操纵稳定性的影响研究

为了研究转向横拉杆的弹性对车辆操纵稳定性的影响,利用ADAMS软件建立了某轿车的多体动力学模型并进行了操纵稳定性的仿真分析。对于操纵稳定性的稳态特性,采用了ISO4138标准,在车辆行驶100 km/h下的固定圆周转向规程来进行评价;对于瞬态操纵稳定性特性,则采用ISO7401标准中方向盘扫频输入的响应特性来进行评价。仿真结果表明,转向横拉杆的弹性与轿车操纵稳定性的不足有很大关系,如果弹性横拉杆刚性过大,则需要1个较大的转向传动比以弥补其不足转向特性。因此,在汽车设计开发中,必须将转向横拉杆的弹性特性和转向传动比综合平衡考虑,两需要很好的匹配才能保证其具有良好的操纵稳定性。     

测量车辆横向瞬态响应特性的新测量方法研究

讨论了以方向盘转角伪随要和正弦波扫描为输入，横摆角速度响应的输出的车辆横向瞬态响应特性的试验方法，并对几种不同的试验方法做了对比分析。     

某轿跑SUV提升转向响应的硬点优化仿真与验证

针对某SUV车型的前悬架响应慢,进行了前悬架的仿真优化分析,通过抬高转向器安装硬点位置可以优化前悬架侧倾转向和平跳转向的特性,减小不足转向度,提升整车响应特性,然后进行客观测试来对比指标变化,最后得出结论通过加高转向器安装硬点可以提升整车转向响应。     

转向盘转角阶跃输入下半挂汽车列车操纵稳定性仿真分析

基于包括任意载荷分布的非线性轮胎模型在内的半挂汽车列车整车模型,应用汽车列车动力学仿真软件Arc Sim,分析了半挂汽车列车在转向盘转角阶跃输入时的转向特性。通过在不同车速、不同结构参数等条件下的仿真计算,揭示了半挂汽车列车的转向特性与车速、结构参数之间的内在联系,给出了半挂汽车列车转向特性在这些条件下的表现特征,为半挂汽车列车操纵稳定性分析提供了参考和借鉴。     

Study on the performance of active front steering system

The performance of a steering system equipped with active front steering (AFS) device is investigated with the consideration of AFS intervention and a proposed dynamic model. Firstly, the kinematics and dynamics of AFS are illustrated based on the mechanism of AFS with planetary gear set and a detailed dynamic model. Furthermore, a basic control on the voltage of DC motor at AFS actuator is proposed. It is realized by a proportional controller that the input is the difference of desired steering ratio and a conventional gear ratio. Finally, two numerical simulations are carried out. One is on-center handling test to demonstrate the basic characteristics of AFS. The other simulation is to demonstrate the effects of vehicle speed, frequency of steering input and AFS intervention on steering system performance. It is shown that the proposed AFS dynamic model is capable to simulate dynamic performance of AFS. The effect of AFS intervention on turning efforts at hand steering wheel is inevitable and the turning comfort is deteriorated to some extent.     

基于统一模型的转向-悬架系统最优综合控制方法

通过对车辆底盘系统中的转向和悬架系统建立统一的数学模型,利用M atlab/S imu link仿真,结合最优控制理论,分别对被动悬架兼前轮转向系统与主动悬架兼四轮转向综合控制系统进行了对比研究。理论分析与仿真试验表明,综合控制系统下车辆的操纵稳定性和平顺性都得到了很大的提高。     

Numerical Simulation of Vehicle Behavior during Straight Line Keeping on Undulating Road Surfaces

Numerical design of vehicles having optimal straight line stability on undulating road surfaces requires an accurate vehicle model based on knowledge of the relevant phenomena. Therefore, vehicle behavior on undulating straight roads has been analyzed and modeled. Measurements on a flat road surface have shown that the dedicated vehicle model yields accurate simulation results of the steering response to medium steering wheel angle inputs. In addition, the model has been validated by measuring two vehicle responses during normal driving on an undulating straight road: viz. the responses to the small steering wheel angle input and to the input by the global inclination of the road surface.     

Application of rack type motor driven power steering control system for heavy vehicles

The Electric Power Steering (EPS) or Motor Driven Power Steering (MDPS) mechanism proves to be a bright prospect among passenger vehicles ensuring better vehicle safety and fuel economy. The car manufacturers are focusing on the production of Rack type EPS system (REPS). This paper describes the development of concurrent simulation technique using TruckSim and control strategy for analysing RMDPS control system with a dynamic vehicle system. A full Truck vehicle model interacting with RMDPS control algorithm was concurrently simulated on a sinusoidal steering input. The dynamic responses of vehicle chassis and steering system resulting were evaluated and compared with proving ground experimental data. The comparisons show reasonable agreement on steering wheel torque, lateral acceleration and yaw rate. This concurrent simulation research leads the possibility of RMDPS performance evaluation of Truck and Semi-bonnet cars.     

影响汽车方向盘转角脉冲输入试验结果的因素

介绍了汽车系统频响函数输入的标准信号,阐述了在汽车方向盘转角脉冲输入试验中,各种因素对横摆角速度频响函数的影响。     

Numerical Simulation of Vehicle Behavior during Straight Line Keeping on Undulating Road Surfaces

SUMMARY

Numerical design of vehicles having optimal straight line stability on undulating road surfaces requires an accurate vehicle model based on knowledge of the relevant phenomena. Therefore, vehicle behavior on undulating straight roads has been analyzed and modeled. Measurements on a flat road surface have shown that the dedicated vehicle model yields accurate simulation results of the steering response to medium steering wheel angle inputs. In addition, the model has been validated by measuring two vehicle responses during normal driving on an undulating straight road: viz. the responses to the small steering wheel angle input and to the input by the global inclination of the road surface.     

五轴转向重型汽车转向性能的研究

以多体系统动力学理论为基础,利用ADAMS建立了五轴转向重型汽车的整车虚拟样机模型,对该模型进行了仿真分析.由分析结果可知,转向轮转角越大,轮胎磨损越严重.为提高重型汽车的灵活性,延长轮胎的使用寿命,对该模型进行了优化.通过仿真分析可知,优化后的转向性能明显提高.同时分析比较了五轴转向重型汽车与前两轴转向重型汽车的转向性能,结果表明,五轴转向重型汽车转弯半径小,轮胎磨损小.     

基于MPC的分布式驱动越野车辆原地转向控制研究

针对轮毂电机分布式驱动越野车辆在狭小空间快速机动的需求,设计了一种分层结构的原地转向控制策略。基于动力学原理分析了各轮载荷、附着条件对原地转向横摆速度的影响机理,并搭建原地转向运动学模型,上层采用模型预测控制算法设计原地转向理想轨迹以及期望的横摆角速度,开发基于PI滑模控制的横摆运动跟踪算法,通过补偿转向横摆力矩以提高方向角控制的鲁棒性和稳定性,下层以最优轮胎利用率为目标,设计二次规划算法优化分配各轮附加横摆力矩。dSPACE硬件在环测试结果表明,所提出的控制算法可在保证稳定性的前提下实现原地转向,大幅提高了车辆的转向机动性,在方向盘动态输入仿真中,车辆最大转弯半径为0.157 m,转向中心的最大偏移量为3.610 m;同时,驾驶员能对转向过程进行闭环控制,实现了原地转向过程中横摆速度的实时调节。     

基于整车多自由度的电动助力转向系统建模与仿真

在电动助力转向系统（EPS）的数学模型和整车八自由度模型基础上,建立了基于Matlab／Simulink的电动助力转向系统仿真模型。基于扭矩输入对电动助力转向系统应用PID进行助力控制。仿真结果表明,所设计的电动助力转向系统在改善转向轻便型和路感的同时,具有很好的抗干扰性能,能提高汽车行驶的操纵稳定性和安全性。