基于ADAMS/Car弹性运动学对整车分析的影响

ADAMS软件提供了柔性体模块,可真实地模拟物体的运动,文章以某轿车为研究对象,利用ADAMS仿真软件建立了带有弹性下控制臂悬架的整车模型。选择开环转向事件里的转向阶跃输入进行仿真分析,在后处理中对横摆角速度、车速、侧向加速度和纵向加速度进行分析。结果表明,柔性体悬架模型比多刚体悬架模型对车身的横摆角速度、侧向加速度、纵向加速度以及速度等具有更好的抑制作用,有利于提高汽车操纵稳定性。     

主动四轮转向汽车最优控制及闭环操纵性仿真

鉴于汽车正常情况下都运行在侧向加速度较小的线性工作区域,对基于线控技术的主动四轮转向汽车进行了前、后轮转角最优跟随控制器的设计和算法推导,建立了"人-车-路"闭环操纵系统模型,并进行闭环系统仿真和安全性评价。结果表明:基于最优控制的主动四轮转向汽车同时实现了减小车身质心侧偏角与跟踪期望横摆角速度的控制目标,改善了车辆高速行驶下的转向响应特性;相对于传统前轮转向汽车与比例控制四轮转向汽车,基于最优控制的主动四轮转向汽车具有更好的路径跟随精度和主动安全性。     

基于模糊神经网络的智能车辆循迹控制

为提高智能车辆自主循迹控制的精度,提出了一种基于模糊神经网络控制( FNNC)和神经网络预测( NNP)的智能循迹控制策略。转向控制器的输入量有3个：预瞄点处的横向循迹误差、汽车横摆角速度和侧向加速度。车速控制器的输入量有4个：预瞄点处的面积误差、侧向加速度、汽车侧偏角和转向盘转角。网络训练采用误差反向传播法。仿真与试验结果表明,所设计的循迹控制器通过对驾驶员操作样本的训练,能实现对车辆的车速与转向控制,横向循迹误差和目标车速均比较理想。     

基于强跟踪容积卡尔曼滤波的车辆行驶状态估计

针对车辆行驶过程中的状态估计问题,提出了基于强跟踪容积卡尔曼滤波的车辆行驶状态估计算法。建立了采用Dugoff轮胎模型非线性3自由度车辆估算模型,通过对纵向加速度、侧向加速度、横摆角速度、转向盘转角和车轮轮速低成本传感器信号的信息融合以实现对车辆行驶状态的准确估计。应用驾驶员模拟器进行在环试验结果表明,基于强跟踪容积卡尔曼滤波的估计算法能够较准确地对车辆行驶状态进行估计。     

基于LQR的重型半挂汽车列车稳定性控制策略

以半挂车的横摆角速度、侧向加速度、牵引车与半挂车的铰接角及铰接角速度为控制变量,建立了4自由度6轴重型半挂汽车列车的动力学参考模型,并应用ISO双移线工况对此模型进行验证。考虑到等速圆周稳态工况下行驶和地面附着系数等因素对汽车的限制,确定了控制变量横摆角速度和侧向加速度的参考值。采用基于线性二次型调节器(LQR)的最优控制策略及半挂汽车列车单侧制动方案,应用Trucksim软件对参考模型进行了鱼钩转向工况仿真分析。仿真结果表明:所提出的控制策略正确、有效,实现了提高半挂汽车列车稳定性的控制目标。     

基于变指数趋近律的线控转向滑模控制

为了提高线控转向车辆在高速工况下角传动比非线性响应的准确性,分析线控转向的功能指标,推导可变传动比的计算过程,讨论固定横摆角速度增益、固定侧向加速度增益、车速、方向盘输入对前轮转角映射结果的影响,建立基于模糊推理系统的可变传动比策略,针对理想传动比在车辆稳定性控制层面上的不足,采用前轮补偿角的方法进行最终前轮转角的决策。在验证过程中,搭建线控转向整车数学模型,选取典型转向输入工况,结合动力学仿真软件对总体系统设计进行联合仿真对比分析。实验结果分析证明,设计后的传动比策略可以实现方向盘指标需求,降低横摆角速度和质心侧偏角,有效减轻驾驶员的操作负荷,基于改进滑模控制的主动转向策略相比饱和函数指数趋近律滑模控制,超调量降低了9%,提高汽车行驶安全。     

驾驶员弯道操纵能力实车测试与分析方法研究

为客观评价不同驾驶员的弯道操纵能力，提出了一种驾驶员弯道行驶过程操纵行为实车测试分析方法。招募12名驾驶员在试验场标准路面上进行实车试验，分别以30 km/h、40 km/h、50 km/h的初速度驶入U形弯道并自由行驶，记录驾驶员操控数据和车辆运动状态数据，对驾驶员弯道操纵能力进行分析。试验结果表明：不同能力的驾驶员在纵向车速、纵向加速度、纵向急动度、转向盘转角、横摆角速度、转向盘转角熵值等指标上呈现明显差异。该方法可进一步扩展应用于自动驾驶汽车的弯道行驶能力分析评估。     

四轮转向汽车虚拟样机闭环控制操纵动力学仿真

运用ADAMS软件建立了新型四轮转向(4WS)汽车整车虚拟样机模型,利用该模型对比了基于横摆角速度多状态最优控制的4WS汽车同前轮转向(FWS)汽车及其它不同控制算法的阴轮转向汽车(后轮比例于前轮转角算法及后轮转角比例于横摆角速度算法)的操纵稳定性。仿真结果表明,基于横摆角速度多状态最优控制的4WS汽车,其各项评价指标优于FWS汽车以及采用另外两种控制方法的4WS汽车。     

汽车转向与悬架系统的集成控制研究

在建立了汽车转向与悬架系统的综合模型的基础上,运用一种具有扩展的调节器结构LQG控制方法,设计了 主动悬架控制器,实现对车身横摆角速度、车身垂直加速度、车身侧倾角和俯仰角的集成控制,从而显著提高汽车的 平顺性、操纵稳定性和安全性。     

动态偏航稳定控制系统ESP及EHB/EMB

1ESP控制原理动态偏航稳定控制系统ESP(ElectronicStabilityProgram)是汽车新型主动安全系统,是防抱死制动系统ABS、牵引力控制系统ASR、电子制动力分配EBD、牵引力控制系统TCS、主动车身横摆控制系统AYC(ActiveYawControl)的结合。在ABS和ASR的基础上,增加了汽车转向行驶时横摆率传感器、侧加速度传感器和方向盘转角传感器,ECU通过庞大的监视网络监测车辆的状态和驾驶员的需求,发出各种指令确保汽车在制动、加速、转向等情况下行驶的稳定性。ESP系统根据“从外部作用于汽车的所有力(不管是制动力、驱动力,还是任何一种侧向…     

轮胎动力学参数对车辆侧向动力学响应特性的影响分析

文章研究轮胎动力学参数对车辆侧向动力学响应的影响。以Adams/Car为软件平台建立了整车刚柔耦合动力学模型,并验证了所建立模型的准确性。基于该模型以定方向盘转角仿真工况为例,考察了轮胎垂向刚度、侧向刚度及外倾角等参数对横摆角速度、车身侧倾角等侧向动力学响应的影响,为轮胎动力学参数匹配提供一定的参考。     

四轮转向汽车主动转向控制及仿真

以四轮转向汽车为研究对象,建立车辆四轮转向动力学模型。基于后轮主动转向控制方法,分别搭建四轮转向汽车前后轮转角成比例的主动转向控制模型以及基于车速和横摆角速度反馈的主动转向控制模型。在高速转向工况下,采用MATLAB/Simulink建立四轮转向汽车主动转向控制仿真模型进行对比仿真。仿真结果表明,该控制方法能够较好地减小车辆质心侧偏角及横摆角速度,保证车辆良好的轨迹跟踪能力,有效地改善了车辆的操纵稳定性。     

一种汽车ESP仿真模型的研究

基于Pacejka的"魔术公式"轮胎模型,建立了包括汽车纵向与横向移动、横摆、侧倾和4个车轮的转动的8自由度动力学模型.设计了由汽车仿真模型和驱动系统、四通道制动系统、制动踏板、转向盘与油门踏板等实物以及控制器(ESP)等部分组成的半实物仿真平台.以侧向加速度与横摆角速度为仿真控制变量对模型进行仿真测试.仿真与实车测试数据相当接近,为ESP的研究提供了有效的模型.     

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。     

主动前轮转向客车的操纵稳定性仿真分析

建立某大型客车的含侧向、横摆及侧倾三自由度动力学模型,通过方向盘角阶跃转向仿真结果和试验数据的比较,验证了仿真分析的准确性。采用横摆角速度跟踪主动前轮转向控制策略,结合比例积分控制方法,在考虑作动器动态特性和前轮转角饱和特性的基础上,对主动前轮转向控制前后的车辆进行直线行驶下的侧向风扰动和湿滑路面急转弯情况下的仿真对比分析。结果表明,主动前轮转向控制后的车辆其操纵稳定性和行车安全性都有较大的提高。     

汽车紧急避让情况下驾驶员心理负荷的研究

为从车辆行驶安全的角度出发,揭示紧急避让情况下驾驶员心理负荷的变化,利用动态心电分析仪、Frecord数据采集系统和动态GPS,进行紧急避让情况下驾驶员生理反应的试验。基于多元线性回归统计方法,对试验数据进行拟合,建立了同一车道上汽车距前方障碍物距离、汽车行驶速度、紧急制动时最大制动踏板速度、为避障而突然转向时最大转向盘角速度和驾驶员心率变化量之间的多元线性回归模型,对诸参数之间的关系进行了分析。结果表明,车距障碍物距离对最大转向盘角速度和最大制动踏板速度的影响大于汽车行驶速度的影响,且随着行车速度的增加和车距障碍物距离的减小,驾驶员心理负荷增大。     

基于神经网络的汽车操纵稳定性模型研究

对神经网络隐层神经元个数的确定方法以及神经网络预测结果评价方法进行了研究.在此基础卜建立了SX6120型大型客车操纵稳定性神经网络模犁,并对该模型进行了仿真研究和试验验证.结果表明,所建立模型对车身侧倾角、横摆角速度和侧向加速度都具有较高的仿真精度,能较好地表征该客车的操纵稳定性.     

基于ADAMS/Car的半挂汽车列车转向瞬态响应试验仿真分析

运用多体动力学软件ADAMS/Car建立某半挂汽车列车虚拟试验整车模型,参照汽车操纵稳定性试验方法对该半挂汽车列车进行转向瞬态响应试验仿真,分析得到了半挂汽车列车在不同速度下的侧向加速度和横摆角速度响应、转向瞬态响应试验的极限车速及半挂汽车列车安全运行的最大侧倾角,为半挂汽车列车的设计和使用提供理论依据.     

线控四轮独立转向系统的结构及控制研究

主要介绍了四轮转向汽车以及线控转向技术的优点,设计了一种线控四轮独立转向汽车的总体结构,说明所设计的转向系统相对其他转向系统的优点。建立四轮转向汽车的3自由度数学模型,找出四轮转向汽车各车轮转角与转向盘转角的关系。对模型前后轮转角对质心侧倾角和横摆角速度的影响做了Matlab／Simulink仿真,考虑影响汽车行驶安全的因素,找出不同车速和前轮转角对应的最佳后、前轮转角比例系数,从而确定了高速行驶的汽车在指定车速与转向盘转角时各车轮对应的转角。     

双挂汽车列车操纵稳定性评价指标研究

为了确定双挂汽车操纵稳定性的评价指标并进行横向稳定性分析,在分析国外多挂汽车列车研究现状的基础上,分别总结了结构参数和使用参数以及各种主动控制策略对多挂汽车列车横向稳定性的影响。与中国汽车列车操纵稳定性评价方法相比,针对多挂汽车列车增加了后部放大系数(RWA)和轨迹偏移量(Off-tracking)2种横向稳定性评价指标;构建了横摆运动和侧向运动的双挂汽车列车动力学模型,仿真阶跃响应下各个车辆单元侧向速度、横摆角速度、侧向-横摆相轨迹、侧向加速度以及铰接角的变化,并分别计算以横摆角速度和侧向加速度为基准的RWA值,将计算结果与国外相关研究文献进行了比较。结果表明:当牵引车和一挂车的侧向速度最大值分别为1.15,0.89m·s~(-1)时,对应拖台和二挂车的侧向速度最大值分别为2.81,1.31m·s~(-1),证明其为双挂汽车列车发生失稳的主要影响因素;由横摆角速度、侧向加速度对应的RWA值分别为1.14和1.54可知,以侧向加速度为基准的RWA值更能反映车辆的后部放大状态;由牵引车与一挂车之间的铰接角为5.9°,拖台与二挂车之间的铰接角为9.6°,而一挂车与拖台之间的铰接角恢复到0可知,一挂车与拖台的链接形式比第5轮式的铰接形式更稳定,且恢复到稳定状态时间更短;研究结果可为双挂汽车列车操纵稳定性评价指标的确定及应用提供参考。