基于Matlab的半挂汽车列车侧倾稳定性分析

针对重型半挂汽车列车侧倾稳定性问题,在Matlab/simulink中建立了重型半挂汽车列车的数学模型及动力学仿真模型,并进行了转向盘阶跃转向输入下的牵引车驱动轴横向载荷转移仿真分析.仿真结果表明,牵引车驱动轴为侧倾稳定性危险车轴.通过分析不同车速和车辆结构参数时牵引车驱动轴载荷转移的变化情况,得到重型半挂汽车列车侧倾稳定性与车辆主要结构参数及不同车速间的关系.     

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.     

半挂汽车列车弯道行驶工况下轴偏角对行驶稳定性影响的仿真分析

针对半挂汽车列车弯道行驶稳定性差的问题.运用仿真分析软件ADAMS建立了半挂汽车列车整车模型,通过对比稳态转向特性试验和制动效能试验的仿真结果与实车试验结果,验证了仿真模型与实车的一致性.分析了弯道行驶工况下轴偏角对半挂汽车列车折叠角和转向特性的影响,结果表明,半挂车轴偏角的方向与半挂汽车列车的转向一致时,半挂汽车列车折叠角增大,有利于半挂汽车列车的行驶稳定性.     

半挂汽车列车弯道行驶横向稳定性分析

为了进一步研究半挂汽车列车弯道行驶横向稳定性,运用动力学理论以及虚拟样机仿真软件ADAMS,建立了具有21自由度的半挂汽车列车虚拟样机,通过将稳态转向试验和转向盘角阶跃输入试验所得仿真结果与实车试验所得曲线相比较进行仿真模型的校验,分析了半挂汽车列车在弯道行驶极限工况下有关参数与时间的变化关系曲线,并分析极限工况所产生的原因。     

半挂汽车列车高速公路弯道下坡路段运行安全研究

为提升半挂汽车列车在高速公路弯道下坡路段的运行安全,采用TruckSim仿真软件,构建了车辆模型、道路模型和驾驶人动力学仿真模型;基于蒙特卡罗可靠性分析法,分别建立了半挂汽车列车发生侧滑失效、侧翻失效、折叠失效和系统失效的功能函数,并选取设计速度80 km·h~(-1)的高速公路为研究路段,通过进行大量车辆动力学仿真试验,对不同圆曲线半径、纵坡坡度、路面附着系数、车速和车辆总质量对半挂汽车列车的运行安全的影响进行了数值分析。研究结果表明:半挂汽车列车发生侧滑和侧翻的概率随着圆曲线半径的增加而显著降低,在一般最小半径400 m的情况下,半挂汽车列车发生侧滑失效和侧翻失效的概率趋近于0;随着下坡坡度的增加,半挂汽车列车发生侧滑失效和侧翻失效的概率基本呈线性增长趋势;车速对于半挂汽车列车运行安全的影响尤为显著,当车速均值由60 km·h~(-1)增加到90 km·h~(-1)时,发生侧滑失效和侧翻失效的概率分别增加了634倍和336倍;车辆总质量的增加对半挂汽车列车侧翻有显著影响;在路面附着系数较低的条件下,半挂汽车列车的主要事故形态为侧滑和折叠,在路面附着系数较高的情况下,半挂汽车列车的主要事故形态为侧翻。因此,在道路设计中,应避免极限最小半径与陡坡组合,严格限速和限载可确保半挂汽车列车的运行安全性能。     

半挂汽车列车高速公路弯道下坡路段运行安全研究（双语出版）

为提升半挂汽车列车在高速公路弯道下坡路段的运行安全，采用TruckSim仿真软件，构建了车辆模型、道路模型和驾驶人动力学仿真模型；基于蒙特卡罗可靠性分析法，分别建立了半挂汽车列车发生侧滑失效、侧翻失效、折叠失效和系统失效的功能函数，并选取设计速度80 km·h^-1的高速公路为研究路段，通过进行大量车辆动力学仿真试验，对不同圆曲线半径、纵坡坡度、路面附着系数、车速和车辆总质量对半挂汽车列车的运行安全的影响进行了数值分析。研究结果表明：半挂汽车列车发生侧滑和侧翻的概率随着圆曲线半径的增加而显著降低，在一般最小半径400 m的情况下，半挂汽车列车发生侧滑失效和侧翻失效的概率趋近于0；随着下坡坡度的增加，半挂汽车列车发生侧滑失效和侧翻失效的概率基本呈线性增长趋势；车速对于半挂汽车列车运行安全的影响尤为显著，当车速均值由60 km·h^-1增加到90 km·h^-1时，发生侧滑失效和侧翻失效的概率分别增加了634倍和336倍；车辆总质量的增加对半挂汽车列车侧翻有显著影响；在路面附着系数较低的条件下，半挂汽车列车的主要事故形态为侧滑和折叠，在路面附着系数较高的情况下，半挂汽车列车的主要事故形态为侧翻。因此，在道路设计中，应避免极限最小半径与陡坡组合，严格限速和限载可确保半挂汽车列车的运行安全性能。     

半挂汽车列车直线行驶横向摆振研究

建立了双质心单轨半挂汽车列车数学模型,对某重型半挂汽车列车进行仿真,探讨了不同车速、不同装载条件及挂车轴距的变化对其直线行驶横向稳定性的影响。根据相似准则求得了某重型汽车列车模型,并对其进行了台架试验。试验结果与理论结果的对比分析表明,两误差较小,具有较好的一致性。     

基于鲁棒积分转向控制法的半挂汽车列车操纵稳定性研究

针对半挂汽车列车动力学模型和实际问题,提出了半挂汽车列车的理想模型和理想模型设计参数确定方法;为了使实际车辆的输出信号和理想模型的信号相一致,运用李亚普诺夫稳定性理论,采用数学解析方法,设计了一个半挂汽车列车鲁棒积分转向控制器,并通过仿真验证了该控制器的有效性和鲁棒性.     

基于ADAMS的汽车操纵稳定性仿真试验分析

本文应用ADAMS/Car软件建立了汽车的操纵动力学多体仿真模型,并对整车模型进行了仿真分析,分析了汽车在转向盘转角阶跃输入及转向盘角脉冲输入时的转向特性.通过对不同车速下的仿真计算,得出汽车转向特性在不通车速下的不同表现,为汽车操纵稳定性问题的设计研究提供了参考依据.     

半挂汽车列车闭环非线性系统行驶稳定性分析

对半挂汽车列车行驶稳定性的闭环非线性系统进行了研究,建立了半挂汽车列车三自由度非线性模型。以单点预瞄驾驶员模型与半挂汽车列车三自由度非线性模型的耦合系统为研究对象,应用李雅普诺夫一次近似定理,在线性范围内分析了系统参数的特征根轨迹,并在线性范围内分析了驾驶员预瞄时间和轮胎侧偏刚度对临界车速的影响。     

Robust gain-scheduling automatic steering control of unmanned ground vehicles under velocity-varying motion

Owing to the fact that unmanned ground vehicles have the features of time-varying, parametric uncertainties and external disturbances, this paper mainly studies robust automatic steering control of unmanned ground vehicles. Firstly, a linear parameter varying lateral model for unmanned ground vehicle is constructed, in which the longitudinal velocity is represented by a polytope with finite vertices. Secondly, a robust gain scheduling automatic steering control scheme based on the linear matrix inequality technique is proposed to deal with the characteristics of time-varying and external disturbances. Finally, Simulation results based on Adams–Matlab joint platform using a nonlinear full vehicle model have demonstrated that the proposed control approach can simultaneously ensure the control accuracy and strong robustness of system.     

四轮转向汽车自适应模型跟踪控制研究

使用单点预瞄驾驶员模型，针对确定性汽车模型探讨了４ＷＳ汽车在单移线行驶过程中后轮的最优转向控制规律。通过引入状态反馈，改善了整车的转向特性，将实际汽车的前后轮胎侧刚度及外界干扰视为有界的不确定性参数，采用自适应模型跟踪变结构控制方法，使得不确定的实际汽车模型能够很好地跟踪确定的最优理论模型，仿真结果表明该方法的可行性，控制系统能够有效地克服参数摄动及外界干扰对系统稳定性的影响。     

汽车操纵稳定性与前轮摆振的非线性仿真分析

以某轿车为例,建立3自由度整车系统动力学模型,利用常微分方程稳定性理论和数值仿真计算,详细研究整车的稳态转向特性和系统失稳后的前轮摆振特性。阐明汽车的操纵稳定性与前轮摆振特性同属汽车整车稳定性问题,前者是负刚度系统,后者是负阻尼系统。在一定的参数组合下,具有不同转向特性的汽车都或多或少地存在摆振现象,这与实际情况相符,建议适当增加转向系阻尼和刚度以减小甚至消除摆振的发生。     

汽车主动悬架与电动助力转向系统多目标优化及集成控制

建立了整车主动悬架和电动助力转向系统动力学模型,构建线性控制的主动悬架和PD控制的电动助力转向系统集成控制器,应用遗传算法对集成控制系统的结构参数和控制参数进行多目标优化。结果表明,经过多目标优化后的集成控制系统,既可保证车辆操纵轻便性,又显著提高了整车操纵稳定性、安全性和行驶平顺性。     

转向柱后倾角对三轮汽车前轮自激摆振特性影响

为获得转向柱后倾角对三轮汽车摆振影响,以国产某型三轮汽车作为样车,对其转向系统进行了简化,建立了二自由度前轮摆振系统动力学模型。基于以上模型,运用数值计算方法,得到了随车速变化的前轮摆振系统振动特性及转向柱后倾角变化对其的影响。结果表明,减小转向柱后倾角,能有效减小三轮汽车前轮自激摆振的速度区间。而当车速较高,前轮摆振系统发生自激振动时,减小转向柱后倾角能有效地降低前轮自激摆振极限环幅值和频率,甚至消除自激摆振现象。     

汽车全工况操纵和制动动力学17自由度的建模与仿真

本文描述了１７自由度汽车全工况操纵与制动过程动力学模型的建模，仿真与验证。该模型考虑了侧风，有无防抱系统，高速，变车速，双移线转变制动等各种极端工况，仿真结果与美国密执安大学的仿真结果十分吻合，证实了该算法与模型具有很好的精度。     

Theory and experimental research on six-track steering vehicles

The structural characteristics and steering behaviour of a six-track vehicle are described in this paper. Kinematic analysis for skid steering of a six-track vehicle under steady-state conditions on firm ground is conducted, with the relationship between thrust force and speed instantaneous centre of the track–terrain interface taken into consideration. A mechanical model for steady steering of a six-track vehicle is also presented based on the kinematic analysis. In this model, the steering inaccuracy and efficiency are defined to evaluate steering performance. The steering performance of a six-track vehicle is numerically simulated to analyse the effect of the structural parameters and deflection angles on tracks. A virtual prototype model is established based on the multi-body dynamics software RecurDyn for steering simulation and the findings coincide well with theoretical results. The theory and the virtual prototype simulations presented are verified by a power test of a bucket-wheel excavator. The method for analysing the steering performance of a six-track vehicle proposed in this paper provides a basis for designing a six-track vehicle.     

New approaches to enhance active steering system functionalities: preliminary results

An important development of the steering systems in general is active steering systems like active front steering and steer-by-wire systems. In this paper the current functional possibilities in application of active steering systems are explored. A new approach and additional functionalities are presented that can be implemented to the active steering systems without additional hardware such as new sensors and electronic control units. Commercial active steering systems are controlling the steering angle depending on the driving situation only. This paper introduce methods for enhancing active steering system functionalities depending not only on the driving situation but also vehicle parameters like vehicle mass, tyre and road condition. In this regard, adaptation of the steering ratio as a function of above mentioned vehicle parameters is presented with examples. With some selected vehicle parameter changes, the reduction of the undesired influences on vehicle dynamics of these parameter changes has been demonstrated theoretically with simulations and with real-time driving measurements.     

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....     

Development of an active front steering (AFS) system with QFT control

This paper investigates an active front steering control strategy based on quantitative feedback theory (QFT). By incorporating feedback from a yaw rate sensor into the active steering system, the control system improves the dynamic response of the vehicle. The steering response of a vehicle generally depends upon uncertain quantities like mass, velocity, and road conditions. Thus, QFT is used to design a controller with robust performance. A multi-degree-of-freedom nonlinear model is co-simulated here by MATLAB Simulink and ADAMS/CAR. The performance of the control system is evaluated under various emergency maneuvers and road conditions. The result shows that the designed robust control system has good control performance and can efficiently improve handing qualities and stability characteristics.