基于matlab非关联式悬架多轴汽车轴荷计算

文章为非关联式悬架多轴汽车提出了一种各轴轴荷计算方法。该方法综合考虑轴距、自由行程、弹簧刚度,两级刚度板簧因素,通过相似三角形原理推算出多轴汽车各轴轴荷的计算。通过matlab建模以计算出各轴轴荷,并对各因素对轴荷的影响进行定量的分析。     

线性二自由度汽车模型稳态响应分析

横摆角速度和质心侧偏角是描述汽车稳定性的两个重要指标,汽车在高速行驶时,驾驶员紧急转向会导致车辆失去控制,很容易造成侧滑乃至翻车等严重交通事故,因此有必要对汽车操纵稳定性进行分析。本文建立了汽车线性二自由度系统的数学模型,应用仿真分析软件Matlab/simulink,以前轮转角为输入,对系统进行时域分析。比较不同车速、不同前轮转角和不同轮胎侧偏刚度下的稳态响应曲线,分析汽车横摆角速度和质心侧偏角对汽车操纵稳定性的影响。若汽车选用侧偏刚度的轮胎,在较低的车速和较小的前轮转角下行驶,是较为安全的。     

基于系统辨识的轮胎侧偏刚度二元二阶参数模型求解

以系统辨识为出发点,建立了大型客车3自由度模型,构造了前、后轮胎侧偏刚度关于侧偏角和垂直载荷的二元二阶参数模型,推导出了侧偏力和横摆力矩的三元二阶模型.运用最小二乘回归分析方法对多输入、输出系统的参数进行了递推估计,并根据试验数据对实车的轮胎侧偏刚度模型进行了求解和验证.结果表明,所使用的理论和方法具有良好的可信性和实用性.     

基于Fluent软件的客车高速发飘分析

客车在高速运行的情况下会产生较大的空气升力与阻力,这些气动力会降低轮胎的侧偏刚度,使得在方向盘输入时横摆角速度达到稳态的反应时间较长,超调量较大,给驾驶员的感觉是车辆飘忽不定。这里通过将建立的三维Catia客车外形模型导入Fluent软件中进行仿真,在不同车速下计算出气动升力和阻力,再将其转化为轮胎侧偏刚度的变化作用于多自由度客车动力学模型,研究在力阶跃输入下的客车发飘现象。     

多轴转向载货车转向系基于最小半径的优化

建立了五轴汽车(10×8)二自由度模型,研究了多轴转向系统中各轮偏转角之间的关系对转向半径和稳态响应的影响,得出了五轴汽车转向半径的一般表达式,并对某型多轴车进行了基于最小转向半径的转角比例关系的优化.     

轮胎侧偏刚度在线估算方法

对轮胎侧偏刚度进行估算能满足研发汽车稳定性控制系统的需要,文章探讨了3种在线估算轮胎侧偏刚度的方法,并进行了比较分析。结果表明,直接法和GPS/INS综合测量法原理清晰且求解高效,但这2种方法仅仅适用于轮胎线性范围内;加速度变化率法适应性好,但需要冲动传感器或通过信号高性能滤波,故成本较高。     

汽车悬架系统中铰接点载荷的计算方法

考虑衬套6个自由度的非线性刚度,建立了汽车悬架系统中各铰接点(球铰和衬套)载荷的计算模型。基于悬架控制臂和转向节臂等力-位移静平衡方程,给出了悬架系统各铰接点力的计算公式。以某一汽车的双横臂悬架系统为例,分别利用未考虑控制臂衬套、仅考虑控制臂衬套的线刚度和同时考虑衬套线刚度和扭转刚度(6自由度的非线性刚度)的3种模型,计算了在汽车典型和极限载荷工况下悬架系统各铰接点的受力。计算结果表明,在极限载荷工况下,考虑衬套6个自由度非线性刚度的模型能更准确地计算出各铰接点的力;计算得到的载荷可用作悬架系统各元件强度计算、刚度计算和疲劳试验的载荷输入。     

基于直接横摆力偶矩控制的中置轴汽车列车操纵稳定性研究

建立了中置轴汽车列车4自由度参考模型及多自由度非线性仿真模型,并通过单移线实车试验验证了模型的正确性。利用模糊控制和PID控制方法建立了中置轴汽车列车横摆力偶矩控制(DYC)模型,通过TrukSim及Simulink建立了联合仿真平台,并进行不同附着系数路面上单移线仿真。仿真结果表明,施加DYC后,列车低附着系数路面横摆角速度后部放大系数和质心侧偏角后部放大系数分别减小26.5%、29.9%,最大铰接角速度减小18.4%,大幅改善了中置轴汽车列车的操纵稳定性,降低了折叠事故发生的可能性。     

后轮主动转向的2自由度鲁棒控制

在传统前馈后轮主动转向控制的基础上，提出了一种2自由度后轮主动转向鲁棒控制规律。该方法通过引入独立参数化2自由度控制结构，实现了4轮转向系统对车速变化和轮胎侧偏刚度变化的独立补偿。其前馈控制器的设计与传统前馈4轮转向控制完全相同，而反馈控制器的设计为一针对轮胎侧偏刚度不确定性的标准H∞控制问题。该方法的主要优点是既充分发挥了传统前馈控制的优点，又降低了反馈控制器的阶数。     

基于自适应模型预测的智能汽车横向轨迹跟踪控制

当路面附着情况和车辆行驶状态不断变化时,基于恒定侧偏刚度的模型预测控制(MPC)不能考虑轮胎非线性特性的影响,难以保证车辆轨迹跟踪的适应性。为此,提出一种考虑轮胎侧向力计算误差的自适应模型预测控制(AMPC),以提高智能汽车在不确定工况下的轨迹跟踪性能。分析了路面附着系数和垂向载荷对轮胎侧向力的影响,基于平方根容积卡尔曼滤波(SCKF)算法,设计了利用侧向加速度和横摆角速度作为测量变量的前后轮胎侧向力估计器。利用轮胎侧向力线性计算值与估计值的差值计算得到侧偏刚度修正因子,设计了前后轮胎侧偏刚度的自适应修正准则,进而提出了一种基于时变修正刚度的AMPC控制方法。基于CarSim与MATLAB/Simulink联合仿真和硬件在环测试平台,对AMPC控制的有效性和实时性进行了验证。研究结果表明：在不同的路面附着情况和车辆行驶状态下,AMPC控制都能够降低横向位置偏差和航向角偏差,有效提高车辆的轨迹跟踪精度,其控制效果明显优于基于恒定侧偏刚度的标准MPC控制。尤其在低附着工况下,标准MPC控制会因为线性轮胎力的计算误差过大而导致车辆在轨迹跟踪时严重失稳,而AMPC控制通过估计轮胎力修正侧偏刚度依然能够保证车辆稳定有效的跟踪参考轨迹。所提出的AMPC控制在保证控制精度的同时具有良好的实时性,对智能汽车控制系统的设计与优化具有重要参考价值。     

横向稳定杆计算与汽车侧倾

主要阐述了与汽车横向稳定性有关的几个问题：横向稳定杆的设计：悬架侧倾角刚度及前后悬架侧倾角刚度的匹配：汽车侧倾轴线的确定及汽车侧倾角计算。讨论了提高汽车悬架侧向稳定性。     

轮胎侧偏相关运动变量关系研究

轮胎侧偏时是多输入及多输出之间的关系。文中采用多自由度系统的统计量及关系,建立了轮胎六分力与车轮运动参数之间的互相关矩阵及互谱密度矩阵;利用多自由度激励与响应的关系,建立了车轮侧偏滑移时其输入量与输出量之间的矩阵函数,通过该矩阵函数,可确定轮胎侧偏时其相关运动变量之间的频率响应。     

基于柔性模型的多轴汽车平顺性的仿真研究

基于弹性梁弯曲振动理论和模态分析法建立了多轴汽车平顺性分析的柔性模型。按照汽车行驶平顺性评价方法，运用建立的柔性模型，分析了车速、路面等级、悬挂质量的分布、车架刚度以及悬架系统的刚度和阻尼对多轴汽车平顺性的影响。分析结果表明：悬挂质量的弯曲振动是影响多轴汽车行驶平顺性的一个不可忽略的重要因素；常用的刚体模型不能准确地描述多轴汽车的平顺性，不适合用于多轴汽车平顺性的分析。     

商用车悬架侧倾角刚度的计算与匹配

文章分析研究商用汽车悬架侧倾角刚度的理论计算与设计匹配方法。详细介绍确定商用车各类型悬架侧倾中心的方法,分析侧倾力矩的构成与侧倾角刚度的计算方法;讨论侧倾角刚度与平顺性、操稳性的关系,并重点分析前后悬架侧倾刚度分配对转向不足的影响,提出商用车前后轴侧倾角刚度分配比例的建议。研究结果可应用于商用汽车悬架的优化设计,提升车辆行驶性能。     

转向梯形双间隙对汽车蛇行工况稳定性的影响

将转向梯形简化为平面连杆机构,建立包含车身侧倾、横摆、侧偏及右前轮转角的4自由度车辆转向行驶系统数学模型,并采用数值方法对转向梯形运动副双间隙参数变化时样车质心侧偏角的稳定性进行计算分析。结果表明,随着运动副间隙增大,汽车蛇形运动的单周期区域减小,倍周期区域消失,混沌区域增加;理论上找到间隙r1.0 mm区间时汽车蛇形工况失稳区间较小。     

汽车稳态回转性能仿真与正交试验研究

以某汽车稳态回转试验为例,采用多体动力学仿真软件ADAMS建立了虚拟样机模型.利用正交试验设计方法设计试验方案并进行了仿真试验.通过对试验数据的处理与分析.得出了最优试验方案和各试验因素的影响程度,即对汽车稳态回转性能影响较大的因素依次为质心前后位置、轮胎的侧偏刚度、质心高度和前螺旋弹簧刚度.     

考虑轮胎非线性特性的分段线性化处理

在四轮转向汽车操纵稳定性的研究中,难以直接利用线性控制理论来处理轮胎非线性模型。针对这一问题,论文提出了根据轮胎的侧偏特性建立轮胎分段线性化模型,利用MATLAB软件将分段线性后轮胎模型的侧偏特性与“魔术公式”轮胎模型的轮胎侧偏特性进行仿真对比。结果表明,分段线性化轮胎模型与“魔术公式”轮胎模型的侧偏特性曲线变化趋势一致,进而表明该模型可以通过线性处理简便得到轮胎侧偏刚度从而运用到四轮转向汽车操纵稳定性研究中。     

双轴汽车模型下某车型的振动分析

将双轴汽车多自由度模型简化成四自由度的平面模型,忽略了车轮部分质量及刚度的影响。把质量m的车身等效的分解为前后轴以及质心C上的三个集中质量m2f、m2r及m2c,这三个质量由无质量的刚性杆进行连接。分析在该模型下振动输入对车身垂直和俯仰运动的影响,重点研究在有阻尼情况下双轴汽车模型的偏频和振型分析。     

汽车侧向振动模拟研究

本文论述了一般汽车振动模型在分析汽车侧向振动时存的问题，通过引入悬架导向作用，轮胎侧偏效应及有效路形概念，建立了１５自由度整车振动模型，模拟计算结果与试验数据的比较了所提出的汽车侧向振动模拟方法的有效性。     

用于汽车制动、驱动与转向运动模拟的轮胎力学统一模型

提出了一种包括任意垂直载荷分布的轮胎在纵滑与侧偏联合工况下的力与力矩的统一模型。该模型可归结为无量纲合力与无量纲综合滑移率的关系,因此简化了试验结果的归纳与整理,并可从较易行的单纯侧偏试验结果中推断出侧偏与纵滑联合工况下的无量纲力学特性,从而为汽车在转向、制动、驱动及其联合工况下动力学的模拟研究奠定基础。文中同时给出了一些轮胎台架试验结果和汽车转弯制动试验结果,并与按模型计算的结果作了比较。