转向梯形断开点位置对汽车稳态转向特性的影响

汽车稳态转向特性是汽车操纵稳定性的最重要的性能指标.综合运用仿真和试验研究的方法,系统分析转向梯形断开点对汽车稳态转向特性的影响.研究结果表明:转向梯形断开点高度位置直接决定着车轮前束角随车轮跳动量的变化特性,所提出转向梯形断开点优化方案能极大地改善汽车稳态转向特性和降低轮胎磨损,同时不对汽车操纵稳定性的其它评价指标的产生不良影响.     

考虑空气力的车辆三自由度转向模型与状态方程

为了减小空气力的影响, 简化车辆多自由度转向动力学方程, 考虑了空气力的影响, 建立了车辆三自度转向运动的动力学模型。以质心侧偏角、横摆角、横摆角速度、侧倾角、侧倾角速度为状态变量, 以前轴转角及侧风作用力为输入, 以质心侧偏角、横摆角、横摆角速度、侧倾角为输出, 推导了车辆三自度转向运动的动力学模型的状态方程。以前轴主动转角脉冲为输入, 对状态方程的可信度进行了验证。与利用线性二自由度转向模型的仿真结果相比, 利用三自由度转向模型与其状态方程得到车辆质心侧偏角与横摆角速度的绝对值均较小, 在高速情况下, 空气力会增强车辆的不足转向特性。采用两种模型得到的车身侧向偏移均大于试验值, 但三自由度模型的仿真曲线非常接近试验曲线。可见, 三自由度状态方程可信度高。     

车辆主动转向的变结构控制器设计

针对基于线控转向技术的四轮主动转向汽车, 利用滑模变结构控制策略, 以提高车辆在紧急避障和危险工况下运行的安全性。将实际车辆的前、后轮侧偏刚度及外部干扰视为有界的不确定性参数, 利用确定性线性车辆模型作为理想跟踪目标, 进行车辆主动转向的变结构控制器设计。人-车-路闭环系统仿真结果表明: 当轮胎侧偏刚度摄动或有外部侧风干扰时, 变结构控制的四轮主动转向汽车实现了转向零质心侧偏角和跟踪期望横摆率的控制目标, 其双移线仿真最终路径偏差分别为0m和0.05m, 被控车辆系统表现出了良好的路径跟踪性和在不确定影响下的鲁棒性, 车辆的操纵稳定性与主动安全性得到了提高。     

基于T-S模糊模型的多轴转向车辆H_∞鲁棒控制

为解决多轴转向车辆模型非线性和各种干扰影响下的控制问题,分析了轮胎非线性和外界干扰,建立多轴转向车辆的二自由度非线性模型,应用T-S模糊理论,将其转换为局部线性的T-S模糊模型。基于并行分配补偿法(PDC)和H∞鲁棒控制理论,设计了转向系统的模糊PDC H∞鲁棒控制器,并利用线性矩阵不等式和模糊逻辑控制工具求解控制器。在正弦波和阶跃信号干扰下,车速为80km.h-1时,进行前轮转向回正和前轮角阶跃输入转向的仿真试验。仿真结果表明:侧偏角和横摆角速度动态响应的超调均为0,且均在0.06s内达稳态值;前轮转向回正试验的侧偏角和横摆角速度稳态值均为0,前轮角阶跃输入转向试验的相应值分别为0和1.2(°).s-1,且稳态横摆角速度增益为0.24[(°).s-1].(°)-1。这说明了多轴转向车辆在模糊PDC H∞鲁棒控制下的高速转向平稳迅速,T-S模糊建模和鲁棒控制器设计算法对解决轮胎非线性和外界干扰影响是有效的。     

基于"模型法"的运行速度计算

在查阅大量资料的基础上，对《公路项目安全性评价》中介绍的运行速度计算方法（模型法）进行详细的解释，并对路段划分原则加以明确，同时给出相应的计算公式，能对工程人员理解和计算运行速度有所帮助。     

基于差动制动的四轮转向商用车防侧翻控制

为提升商用车极限工况下的侧向稳定性,以某四轮转向商用车为研究对象,基于线性二次型调节器设计了四轮转向控制策略,在此基础上设计了差动制动控制策略.以横向载荷转移率为侧翻评价指标,建立了四轮转向+差动制动的防侧翻综合控制策略,利用TruckSim和MATLAB分别进行了转向盘角阶跃输入工况和鱼钩工况的仿真试验.仿真结果表明...     

汽车四轮转向四自由度动力学模型

在简化力学模型的基础上,基于非线性轮胎力模型,利用拉格朗日能量法建立了包括俯仰、侧倾、侧向、横摆4个自由度的汽车四轮转向动力学模型.运用该模型来反映实际汽车四轮转向的动态过程,对开发四轮转向控制系统有重要的意义.     

线控转向系统对汽车操纵稳定性的影响

基于MATLAB/Simulink软件建立线控转向系统的动力学模型,分析线控转向系统关键部件——转向电机的转动惯量、阻尼系数、刚度等对汽车操纵稳定性的影响。合理设计线控转向系统转向电机的结构参数,可提高汽车的操纵稳定性。     

基于优化速度模型的城市交通微观尾气排放模型

介绍了城市交通尾气排放模型的特点,提出建立微观交通流与现有排放模型相结合的思想.把微观交通流中的优化速度模型与微观尾气排放模型结合起来,建立了基于微观交通流的城市道路微观尾气排放模型.用武汉市的观测数据对优化速度模型参数进行了辨识,对10辆车在十字交叉路口启动过程中的尾气排放进行了动态仿真,仿真结果表明该模型可以模拟城市交叉路口车队启动过程中尾气排放的动态演化过程.     

基于虚拟样机技术的三轴车辆模型验证研究

为深入分析三轴车辆的转向行驶性能,建立车辆二自由度数学模型,根据模型对车辆转向性能进行计算分析。建立车辆虚拟样机模型并进行转向性能仿真,将所得结果与数学模型计算结果进行对比分析。通过实车试验对数学模型进行验证,并对虚拟样机模型加以修正。结果表明:根据所建立的二自由度数学模型以及修正后的虚拟样机模型得出的车辆转向性能能够较好地与实车试验结果吻合。     

基于失控车辆速度计算的避险车道设计

介绍了一种车辆失控位置的判定方法,并且通过对失控车辆行驶过程以及受力情况分析,对失控车辆速度进行计算,提出避险车道设计参数的定量计算方法,并分析了避险车道识别视距、消能防撞设施与失控车辆速度的关系。     

线控转向系统的神经网络模型与模糊控制

采用魔术公式表达的轮胎模型,建立线控转向系统非线性三自由度整车动力学模型,该模型在整个轮胎侧偏角范围内有效,反映轮胎侧偏角超过5°后轮胎侧偏力与轮胎侧偏角的非线性特性,并采用BP神经网络训练模型。转向传动比采用模糊控制。结果表明：采用BP神经网络训练模型较好的映射了输入与输出的非线性关系,采用转向传动比模糊控制算法得到转向传动比随车速的变化规律,可较好的实现低速转向灵敏和高速转向稳定的控制目标。     

基于轨迹-速度耦合策略的复杂道路汽车行驶速度决策

为了提供复杂道路上汽车自动驾驶的目标速度,提出了基于前视轨迹曲率的速度决策算法:首先决策出前视断面的轨迹点,算出每个点位的轨迹曲率并将其作为输入数据;然后从时间最省、驾驶最舒适、定速巡航以及混合模式中选择其一作为决策目标;在速度界限以及纵向/侧向舒适性约束下进行滚动时域优化,决策出前视断面上的期望速度值,随着车辆的行驶前视断面依次向前滚动,最终得到沿行驶距离变化的速度曲线.用复杂山区道路的实测数据验证了模型的精度,以2条公路和1条赛道作为仿真算例,结果表明:(1) 通过组合不同的轨迹决策目标和速度决策目标,能够得到多种驾驶模式的速度曲线,进而模拟出多种实际驾驶行为;(2) 由于前视轨迹是在通道边界内生成,弯道半径、转角、回旋线、路宽、偏转方向等用于确定通道边界的道路变量,都会改变轨迹特性进而影响行驶速度,因此,本文算法能够适应复杂的道路几何条件.      

客运专线列车速度控制方式设计的优化模型及应用

在先进列车调控系统下的列车追踪间隔距离与速度分级数之间量化关系的基础上,以纯高速列车模式下的客运专线速度控制系统为对象,提出了速度控制方式优化设计的理论模型,阐述了模型构成的原理,介绍了有关参数计算的成果,并以实例作了验算。     

考虑个体驾驶速度偏差的车辆调度模型

考虑驾驶速度偏差, 建立了多驾驶人、多种车型、多种物资、多仓库点和多需求点的物资车辆调度模型, 分别以整体运输时间最短、整体运输成本最低以及综合整体运输时间与成本最小为目标, 研究了个体驾驶速度偏差对上述目标的影响; 将驾驶人参数加入到遗传算法的基因编码中, 建立了驾驶人唯一性约束、初始地点约束以及物资供需数量约束, 保证每个基因个体中驾驶人分配方案可行, 且物资运输不超供需总量; 采用遗传算法求解了随机分配驾驶人条件下有驾驶速度偏差与无驾驶速度偏差时各目标的车辆调度方案。计算结果表明: 优化调度方案满足模型中的所有约束条件; 3种目标下的最优方案中, 驾驶人的分配方案不同, 说明目标函数受驾驶人驾驶速度偏差影响; 有驾驶速度偏差情况下的各目标调度结果均优于相应无驾驶速度偏差的调度结果, 3种目标函数差比分别为3.50%、2.96%和1.13%, 说明驾驶速度偏差对求解质量有一定影响; 驾驶人随机分配时的各目标调度结果均劣于相应最优结果, 3种目标函数差比分别为3.91%、2.47%和1.98%, 说明驾驶速度偏差会影响调度效率, 优化驾驶人分配方案能降低整体运输时间与成本。由此可见, 根据特定的调度目标对驾驶人进行合理分配, 可以得到更符合调度目标、更贴近实际、更经济省时的车辆调度方案。     

基于模型匹配的后轮主动转向车辆μ综合控制研究

针对中高速车辆转向时对操纵性以及稳定性的多目标性能要求,提出了用鲁棒控制模型匹配的方法来设计MIMO的控制策略。为此建立了考虑模型摄动的三自由度的整车动力学模型以及转向执行器模型,以二自由度模型为参考模型,以匹配参考模型为目标来设计μ控制器。对设计出的μ控制器和H∞控制器进行μ分析,结果表明,2种控制器在整个频段都能满足鲁棒稳定性的要求,且H∞控制器在低频段的鲁棒稳定性相比稍好,但μ控制器在最坏摄动下的鲁棒性能更佳,能有效地处理稳定性和性能的折中问题。仿真试验表明,μ控制器的控制效果能很好的跟踪参考状态响应,明显改善车辆的操纵性和稳定性。     

基于运行速度的路线设计方法

探讨了目前国际上采用的设计速度法和运行速度法两种公路线形设计方法,针对设计速度法存在的缺陷,借鉴国外的研究方法,并结合我国的实际,提出基于运行速度的公路路线设计方法。     

基于提高汽车操纵稳定性的四轮转向系统研究

本文介绍了四轮转向(4WS)的概念,分析了四轮转向系统的工作特性、控制技术和控制策略,提出了该系统研究中存在的问题和今后的发展方向。     

基于速度-密度模型的路网连通可靠度分析

传统的连通可靠度评价方法往往将路段分为连通和不连通两种状态,对于实际路网的评价存在计算量过犬的问题,缺乏可操作性。首先结合安德伍德指数模型和格林伯格对数模型,构建能够反映各种交通流状态的速度一密度模型。在此基础上,以行车速度和交通量为基本参数构造路段综合连通指数,提出路段和路网连通可靠度的计算方法。以行车速度为分类依据,提出连通可靠度评价标准。最后,对辽宁省锦州市某区域早高峰时段路网连通可靠度进行分析,结果表明：基于速度一密度模型的路网连通可靠度计算方法能够比较真实地反映道路交通实际状况,且计算过程得到较大简化。     

基于MPC 的大型车辆防侧翻控制方法

大型车辆由于其具有重心位置较高、质量较大且轮距相对较窄等特点,比其他车辆更易发生侧翻事故.本文通过建立大型车辆三自由度动力学模型,采用LTR侧翻评价指标,对侧翻状态进行预测.进而基于模型预测控制（Model Prodictive Control,MPC）方法建立车辆防侧翻控制系统的状态空间方程,并以侧偏角和横摆角速度作为状态变量,通过差速制动方式对车辆施加横摆力矩以保持行车稳定性.通过Trucksim 与MATLAB/ Simulink 联合仿真实验,对该控制算法在典型工况下进行验证.结果表明,防侧翻控制系统能有效抑制车辆发生侧翻,保障行车安全,且侧翻控制的实时性和有效性满足要求.