SUV车辆差动制动防侧翻控制研究

建立了SUV车辆的线性侧翻预警与控制模型,利用CarSim进行了侧翻动力学的仿真分析。以前轮独立后轮低选控制的ABS为基础,运用最优控制原理设计了上层控制器得到最优横摆力矩,设计了差动制动协调器进行制动力分配和协调驾驶员的制动操作,与ABS下层控制器、执行器共同组成差动制动防侧翻控制系统。利用CarSim和Matlab/Simulink对控制系统进行了鱼钩转向试验联合仿真,结果表明,该控制系统方案可行,满足侧翻预警与控制的有效性和实时性的要求。     

SUV车辆差动制动防侧翻控制研究EI北大核心CSCD

建立了SUV车辆的线性侧翻预警与控制模型,利用CarSim进行了侧翻动力学的仿真分析。以前轮独立后轮低选控制的ABS为基础,运用最优控制原理设计了上层控制器得到最优横摆力矩,设计了差动制动协调器进行制动力分配和协调驾驶员的制动操作,与ABS下层控制器、执行器共同组成差动制动防侧翻控制系统。利用CarSim和Matlab/Simulink对控制系统进行了鱼钩转向试验联合仿真,结果表明,该控制系统方案可行,满足侧翻预警与控制的有效性和实时性的要求。     

基于零力矩点指标和侧翻时间算法的车辆侧翻预警

为进行车辆侧翻预警,建立了车辆3自由度模型,并仿真得到车辆的响应;引进了零力矩点(ZMP)作为车辆侧翻指标,根据3自由度模型得到的响应,计算ZMP的位置。分析结果表明,与常用的侧翻预警指标——横向载荷转移率(LTR)相比,采用ZMP指标,不仅能同样准确地表述车辆侧翻的状态,且在一侧车轮离开地面时,能精确地获取车辆ZMP的坐标,利于侧翻控制。再结合侧翻时间(TTR)的算法,则能预测未来3s内车辆侧翻的可能性,实现车辆侧翻预警。最后通过硬件在环试验,验证所提出的侧翻预警方法的有效性和可靠性。     

客车静态和动态侧倾稳定性判别方法对比研究

建立了某款客车侧向、横摆和侧倾的3自由度动力学数学模型,进行了该客车的静态稳定性因子和静态侧翻稳定角的计算,以及动态鱼钩试验和双移线试验的仿真对比。结果表明,静态工况下计算得出的客车所能达到的车辆侧向加速度要比动态工况下的大,客车在极限工况下容易发生侧滑或横摆失稳,发生绊倒侧翻的可能性大于非绊倒侧翻。     

基于新型磁流变阻尼器的汽车防侧翻研究

为提高车辆防侧翻性能，提出一种新型磁流变（MR）阻尼器，并对其蓄能器的弹性力进行了分析。在假设该MR阻尼器磁流变液（MRF）不可压缩，且在同一腔室内压力均匀分布的基础上，对其粘性力及受磁场强度控制的阻尼力进行推导分析，并仿真分析了MR阻尼器总阻尼力。最后，在CarSim中建立整车模型，在Simulink中通过PID控制进行联合仿真，结果表明，装备新型MR阻尼器的车辆可以在急转弯工况中使侧倾角减小近20%，在鱼钩试验工况中使轮胎最大垂直位移减小约50%，具有很好的防侧翻效果。     

基于底盘集成控制的轻型汽车防侧翻控制

提出了一种基于底盘集成控制的轻型汽车主动防侧翻控制系统。选取横向载荷转移率作为侧翻预警因子,并通过一3自由度侧翻参考模型进行实时计算。在此基础上,应用模型预测控制算法对主动转向和主动差动制动系统进行集成控制,提出了主动防侧翻控制算法。利用Matlab/Simulink与Carsim对车辆进行了典型工况的联合仿真。结果表明,所提出的主动防侧翻控制系统能准确预测车辆侧翻危险,避免侧翻事故发生,有效提高车辆综合行驶性能。     

基于ADAMS/Car的车辆侧翻风险因素研究

为了研究车辆侧翻风险因素对车辆侧翻的影响程度,运用ADAMS/Car软件建立了某轿车的多体动力学模型,基于仿真分析的方法进行了鱼钩转向侧翻试验设计,并选取横向载荷转移率作为度量车辆侧翻风险的指标.通过正交试验的方法,研究了路面摩擦系数、车辆行驶速度、方向盘角速度以及质心高度对车辆侧翻的影响程度.结果表明,在给定的水平下影响车辆侧翻的因素按其影响的强弱程度依次为:车辆行驶速度、路面摩擦系数、质心高度、方向盘角速度,其中车辆行驶速度对车辆的侧翻具有显著性影响.     

客车预警防侧翻控制研究

客车车辆重心高、轮距窄,在紧急避让或高速超车易发生侧翻事故。建立三自由度名义模型,联立TruckSim非线性整车模型设计了基于横向动态载荷转移率预警系统和防侧翻系统,利用角阶跃工况联合仿真对设计系统进行验证。仿真结果表明:基于模糊PID控制能够有效改善客车行驶稳定性,降低客车侧翻风险。     

基于制动与悬架系统的车辆主动侧翻控制的研究

为提高车辆抗侧翻能力,建立了10自由度整车侧翻动力学模型,应用车辆动力学和轮胎力耦合特性,提出了一种基于差动制动和半主动悬架协同工作的车辆主动抗侧翻控制策略。通过对制动力矩的差动调节和半主动悬架阻尼力的适时匹配,实现对车辆侧翻的有效控制。根据子系统运动特性,设计了制动系统基于滑移率的积分滑模控制器和悬架系统灰模糊控制器。分别对制动、悬架控制及综合控制进行的鱼钩试验仿真结果表明,综合控制策略可有效降低危险时域车辆的侧倾角,相对于单一系统控制进一步提高了车辆抗侧翻能力。     

混合动力轻型客车动力系统建模与性能仿真

建立了混合动力轻型客车样车的动力系统数学模型,基于这些数学模型及整车模糊逻辑能量管理控制策略,在MATLAB软件环境中建立了混合动力样车的整车仿真模型,仿真计算了样车在NEDC循环行驶工况下的燃油经济性,并利用MATLAB软件编程计算了其动力性.研究结果表明,该混合动力轻型客车的整车动力性符合初始设计目标,燃油经济性较...     

基于主动横向稳定杆的汽车侧翻混杂控制研究

针对车辆在侧向加速度与路面不平干扰时,容易发生侧翻和影响乘坐舒适性的问题,本文中设计了一种主动横向稳定杆装置。为满足车辆在各行驶工况下的性能要求,提出了采用混杂控制方法对不同工况下的车辆进行控制。在紧急转向或不平路面工况时,为防止车辆侧翻和提高车辆的乘坐舒适性,分别利用线性二次型最优控制理论设计了控制器,并采用微粒群优化算法对控制器的权系数进行优化。在此基础上建立了整车控制模型,并通过台架试验验证所建模型的正确性。最后对采用主动横向稳定装置控制的车辆进行了一系列时域和频域仿真,结果表明,该方法能根据车辆不同的行驶工况有效避免车辆侧翻,且明显改善了车辆的乘坐舒适性。     

基于车辆动态控制的防侧翻方法分析研究

本文基于49CFR Part 575法规对车辆防侧翻评价指标进行初步探索,并利用CarSim软件建立具有高质心特性的SUV车辆模型,对车身、制动系统、转向系统、轮胎及悬架等子模块进行了定义,完成非线性动力学模型的建立,结合汽车动态控制系统,建立车辆防侧翻控制策略,同时,利用CarSim与Matlab/Simulink进行联合仿真,模拟SUV在极限工况Fishhook环境下的工作情况,验证防侧翻的作用效果,结果表明:防侧翻策略有效的减小了侧向加速度,使得车辆的抗侧翻能力有所增强,汽车的安全性与稳定性得到了有效的保证,为实车试验提供科学依据。     

基于ADAMS的砼搅拌运输车侧翻极限分析

针对砼搅拌运输车侧翻事故多发的现象,基于ADAMS/Car建立砼搅拌运输车的多体动力学整车模型,对搅拌车的抗侧翻特性及操纵稳定性进行仿真试验;设计并进行了准静态侧翻试验、稳态回转试验、角阶跃输入试验和蛇行试验,通过虚拟试验的方式探讨了搅拌车的行驶稳定极限,得到搅拌车的侧翻阈值在0.37左右,而发生侧翻的临界侧倾角为6°,该结论可作为侧翻预警及主动侧翻控制的门限值,为进一步研发搅拌车的侧翻预警系统及防侧翻装置提供理论依据。     

双离合器混合动力轻型客车前向式建模与仿真

根据前向建模的思想建立了基于Matlab/Simulink平台的双离合器混合动力轻型客车前向仿真整车模型、双离合器和ISG电机等主要部件模型,模型既可以用踏板信号作为输入来运行,也可以实现循环工况运行。还制定了动力系统控制策略并建立控制策略模型。根据仿真模型,对其控制策略进行仿真研究,得到整车动力性和燃油经济性等仿真结果,验证了该控制策略的可行性。     

基于侧翻安全性的客车腰梁接头结构改进研究

针对客车侧翻时腰梁接头局部变形的特点,提出一种腰梁接头结构改进方案。首先建立了客车中段侧翻模型,并分别进行侧翻过程的仿真和试验,得到的仿真结果与试验较接近,验证了客车侧翻仿真的有效性;然后通过车身段模型侧翻仿真,对比改进前后的腰梁接头结构在冲击载荷下的变形特性,最后将改进方案引入某客车整体模型中,与改进前的腰梁接头结构进行侧翻性能对比分析,进一步验证了改进后的腰梁接头结构有效性,为客车结构侧翻安全性设计提供参考。     

半挂式液罐车防侧翻控制策略开发

针对罐内液体晃动与车辆运动之间的耦合作用导致半挂式液罐车侧倾稳定性低,易发生侧翻等问题,本文中提出了半挂式液罐车的防侧翻控制策略。采用等效单摆模型模拟罐内液体晃动的动态过程,并进行参数辨识,进而建立了半挂式液罐车整车动力学仿真模型。基于半挂式液罐车6自由度线性简化模型设计了LQR防侧翻状态反馈控制器,并通过差动制动产生附加横摆力矩。利用所建立的半挂式液罐车仿真模型进行仿真,对比了有、无控制的转向盘转角阶跃工况状态响应。结果表明,所建控制策略可有效防止半挂式液罐车侧翻。     

美国NCAP鱼钩试验方法研究

重点分析美国NCAP(New Car Assessment Program,新车评价规程)中用于评价车辆整体动态抗侧翻稳定性能的鱼钩试验测评方法,建立了整车鱼钩测评试验流程和试验能力,完成鱼钩整车道路试验验证,为国内车辆动态抗侧翻稳定系统开发和测评标准的制定提供了参考.     

商用车侧翻的灰色-马尔科夫链预测方法研究

为精确评价商用车侧翻危险程度和补偿气压制动系统的气压建立时延，提出一种商用车侧翻的灰色-马尔科夫链预测方法。首先，建立灰色预测模型并在不同预测时间下进行仿真测试；然后，针对灰色模型预测精度不足的问题，采用马尔科夫链理论进一步优化，并同时探究基于残差划分的状态数量对预测结果的影响，仿真结果表明，在状态数量为11个的情况下，预测最大误差已降至5.9%左右；最后，将电子控制单元（ECU）接入IPG/TruckMaker硬件在环试验台进行验证，结果表明，ECU在车辆侧翻前0.555 s输出预警信号，说明该预测方法有效。     

半挂液罐车的避障运动仿真分析

为研究半挂液罐车在避障运动时液体晃动对车辆行驶稳定性的影响,采用Galerkin方法建立了罐体的液体晃动方程.根据等效原则,建立了液体晃动的质量-弹簧-阻尼等效模型.结合半挂车的刚体模型,建立了半挂液罐车动力学模型,并进行了双移线避障运动仿真分析.仿真表明:随着充液率的增加,车辆的各项行驶参数先增加再减小,在充液率k=1.0附近时,液体晃动最剧烈,对车辆的行驶稳定性影响最大,在此充液率下,随着车速的增加,液罐车先发生摆振失稳,再发生侧翻事故;而在同等工况下,在充液率k=1.8时,随着车速的增加,车辆将表现为侧翻事故.     

基于零力矩点位置和模糊控制的商用车防侧翻控制

为了防止车辆发生侧翻,引入零力矩点的位置作为车辆侧翻的指标。根据某一时刻车辆的状态,预测下一段时间内零力矩点的y坐标,来计算该时刻的侧翻时间。一旦某时刻的侧翻时间小于设定的门限值,则激活车辆防侧翻控制策略,对车辆进行控制,防止车辆发生侧翻。本文中采用基于模糊控制的PID控制策略,对不同的车轮施加不同制动力矩,防止车辆发生侧翻。通过Truck Sim和Matlab/Simulink联合仿真,对算法进行验证,对采取模糊控制差动制动策略、传统的PID策略和无侧翻控制策略的车辆,分别进行阶跃试验和鱼钩试验,测取采取不同控制策略车辆的实时侧倾角。对比结果表明,采用模糊差动制动控制策略的车辆,防侧翻性能最好。