基于最优控制的重型车主动侧倾控制研究

针对重型半挂车的侧倾稳定性问题,建立了重型半挂车的动力学模型,并提出了一种基于回路传输恢复技术的LQG主动侧倾控制算法。设计各个车速下LQG控制器,并进行了阶跃转向工况下车辆的仿真。仿真结果表明:LQG主动侧倾控制算法有效提高了重型半挂车的侧倾稳定性。     

重型半挂车的动力学建模及侧倾稳定性分析

在Matlab/simulink中建立重型半挂车的数学模型及动力学仿真模型,进行变车速阶跃转向输入下,车辆结构参数对其侧倾稳定性影响的仿真分析。得出重型半挂车侧倾稳定性与主要结构参数和不同车速间的内在关系,为重型半挂车侧倾稳定性设计提供理论依据。     

飞机牵引车主动悬架的最优控制

针对飞机牵引车主动油气悬架的控制问题,提出了一种以悬架和车身之间作用的合力为研究对象的设计方案,解决了因油气弹簧刚度和阻尼的非线性给控制系统带来的问题.以提高飞机牵引车的乘坐舒适性和操纵稳定性为控制目标,采用最优控制理论,根据车身加速度、悬架动行程和轮胎变形量三个指标的容限,给出权重系数矩阵,进而求得反馈控制矩阵.仿真...     

基于遗传算法的汽车平顺性和操纵稳定性优化

为改善汽车行驶的平顺性和操纵稳定性,建立了某SUV非线性三自由度操纵稳定性模型,研究了高速转弯工况侧倾载荷转移及轮胎的非线性特性对整车操纵稳定性的影响.提出了基于遗传算法的悬架刚度参数的优化匹配方法.以车身侧倾最小为优化目标,以弹簧刚度对悬架偏频及不足转向度影响为约束,以前、后悬架弹簧刚度及前、后稳定杆刚度为设计自变量.计算结果及实车对比表明:优化后的方案比原方案在平顺性和操纵稳定性方面有了较大的改善;采用该匹配方法,可以有效提高车辆的平顺性和高速车辆操纵稳定性.     

华菱星凯马底盘通过省级技术鉴定

由安徽华菱汽车有限公司研发的"华菱星凯马重型牵引车、混凝土搅拌运输车专用底盘"通过了安徽省科学技术厅的产品鉴定。据介绍,该重型牵引车、混凝土搅拌运输车专用底盘具有以下技术创新点:驾驶室采用流线型设计,风阻系数小;采用笼式骨架结构,其刚度、强度匹配合理,碰撞安全性达到欧洲标准;采用变截面梯形双层纵梁式承载车架,提高了车架整体的承载能力;采用梯形平衡空气悬架,保证了整车的高速行驶稳定性;采用具有应急控制模块     

基于液固双向耦合的罐式半挂车侧翻阈值辨识

为了研究动态条件下液体晃动对于罐式半挂车侧倾稳定性的影响,基于Trucksim和Fluent建立了液固双向耦合仿真模型,并推导了其瞬时液体质心运动轨迹求解方程,在双移线工况下针对不同充液比、不同车速得出侧向力和侧倾力矩变化曲线,分析了液固耦合变化规律;利用微元法思想提取了液体质心,得出了不同充液比下罐内液体质心运动轨迹变化规律,并选取车辆侧倾角和侧向加速度作为侧翻阈值指标对罐式半挂车在该工况下的侧翻阈值进行辨识。结果表明:在充液比较低时,液体晃动对罐式半挂车侧倾稳定性影响占主导地位,且在充液比0.6左右时其侧翻阈值最低,在较高充液比范围液体总质量对车辆侧倾稳定性影响较大。研究结果可为后续罐体优化设计及防侧翻控制策略开发提供理论参考。     

双半挂汽车列车转弯运动轨迹仿真分析

建立了双半挂汽车列车的运动学模型,给出了其转弯运动轨迹的一种求解方法,并用MATLAB软件仿真得到各个车辆单元,包括牵引车前轴和后轴、第一节半挂车后轴和第二节半挂车后轴转弯运动的轨迹。最后通过不同结构参数包括半挂车轴距和铰接点位置的设定,对比分析了各轴中点运动轨迹的变化;研究结果表明,对半挂车后轴进行主动转向控制,能有效改善双半挂汽车列车的转向灵活性和运行稳定性。     

重型半挂车的ADAMS建模及稳定性分析

由于重型半挂车极限工况稳定性通过试验研究难度较大,本文在ADAMS中建立了重型半挂车的动力学模型,通过进行方向盘阶跃输入和ISO移线的仿真分析,得到重型半挂车易发生的折叠危险工况并分析其产生原因。仿真结果表明,车辆动力学模型可以很好地仿真折叠工况下的车辆响应,为重型半挂车的极限工况稳定性研究提供准确参考。     

多轴大货车对路面的动作用力研究

为研究大型载重货车对路面的动作用力,建立了五自由度三轴货车动力学模型,以路面随机不平度为激扰,研究车辆动载荷和动载系数随路面等级、车速、载重量、悬架参数的变化规律.结果表明:路面等级下降、提高车速都会使三轴货车各轮动载荷和动载系数增大;减小平衡悬架阻尼和增大平衡悬架刚度,则对三轴货车的中间轮和后轮的动载荷影响比较大;提高载重量,车辆各轮对路面的总作用力增大.     

提高车辆转向稳定性的车身主动侧倾控制研究

车辆高速转向时，车身向弯道外侧倾斜，严重时会导致侧翻事故.针对此问题，开展了提高车辆转向稳定性的车身主动侧倾控制研究.首先建立了考虑横摆和侧倾运动的六自由度车辆动力学模型；然后确定了车辆在转向运动时的期望侧倾角，并以此为控制目标设计主动侧倾控制器，使车身实际侧倾角逼近期望侧倾角.在不同行驶工况下，仿真研究了车身侧倾角、乘员感知加速度和横向载荷转移率，并考察了实现主动侧倾控制所需的主动悬架功耗和由主动侧倾引起的悬架动挠度变化.研究结果表明：主动侧倾控制能实现车辆转向时实际侧倾角迅速逼近期望侧倾角，且在复杂行驶工况下依然能使车辆具有良好的行驶稳定性；主动侧倾控制减小了悬架的动挠度峰值，使乘员感知侧向加速度和横向载荷转移率都能快速接近零值，且实现主动侧倾的主动悬架功耗较小，保证了车辆的经济性能.     

改善人-车综合性能的变传动比反馈方法

为了提高驾驶员、车辆组成的人-车闭环系统的综合性能,提出一种变传动比反馈方法.根据车速与转向盘转角设计了模糊控制的变传动比策略,仿真表明该策略产生的传动比变化平滑,能改善驾驶员疲劳指标.将该策略与横摆角速度反馈结合,形成基于模糊控制的变传动比反馈方法.采用该方法在车辆模拟器上进行2种车速下的双移线试验和蛇形试验.结果表明：该方法与横摆角速度反馈或定传动比控制相比更加有效,转向盘的转角变化范围最小,降低了驾驶员疲劳程度,同时保证了车辆操纵的稳定性,使得人-车综合性能指标得到了明显改善.     

汽车转向操纵的单神经元自适应控制

基于汽车操纵稳定性总方差评价方法和神经网络控制理论,建立了汽车转向单神经元自适应PID控制算法。利用操纵稳定性评价中的轨迹跟随误差和方向盘忙碌程度的评价指标,建立了神经元学习的二次型性能指标函数,并采用梯度下降算法实现了单神经元控制器的连接权值的调整。最终采用汽车7自由度非线性动力学模型进行了不同行驶速度下的仿真计算。结果表明:该控制算法可较为精确地控制汽车对预期行驶轨迹的转向运动,并体现出良好的鲁棒性和自适应性。     

基于自动导航技术的小型履带拖拉机虚拟转角研究

自动导航系统主要以四轮拖拉机前轮转角和速度为控制和反馈变量,不能直接在小型履带拖拉机上进行改装。以小型履带拖拉机为研究对象,分析履带拖拉机的转向原理和控制机制,分析虚拟前轮转角和拖拉机的前进速度、转弯半径的关系,设计在履带驱动轮安装转速传感器,提出用平均单侧速度平均速度差表示两侧速度差的方法,将履带拖拉机的曲线转向过程分解为直线行驶和转向两个过程,通过对圆形目标路径进行转弯仿真,该方法效果有效。     

基于模糊PID线控转向系统前轮转角控制

转向系统是乘用车的重要性能指标之一,它关系到整车的操纵稳定性以及舒适性.通过对乘用车线控转向系统结构、原理进行分析,建立了基于Simulink与CarSim的汽车线控转向系统联合仿真模型,将模糊理论应用到前轮转角控制策略中,并在整车动力学模型的基础上,设计模糊PID控制器,用于前轮转角控制.仿真结果表明:汽车低速行驶时,较小方向盘转角能实现较大的前轮转角变化,其传动比较小,驾驶员转向轻便;而高速行驶时,需要较大的方向盘转角实现前轮转角变化,传动比较大,可有效防止汽车高速抖动,提高汽车操纵的稳定性.     

基于理想转向传动比的汽车线控转向控制算法

以29自由度汽车动力学模型为基础,提出了保证汽车转向增益不变的理想传动比稳态控制策略,使线控转向汽车转向特性不受车速和方向盘转角变化的影响;提出了基于状态反馈的动态校正稳定性控制算法。仿真和驾驶模拟器实验表明,基于理想转向传动比的稳态控制策略保证了汽车转向增益不变,减轻了驾驶员的负担,适合于更多的驾驶人群;基于状态反馈的动态校正稳定性控制算法有效提高了汽车的稳定性。     

四轮转向汽车的动特性分析

建立了二自由度四轮转向汽车模型的动力学方程,并以此推演出汽车质心侧偏角为零时所需的前后轮转向比和横摆角速度与前轮转角的传递函数.最后以某轿车为例,通过使用MATLAB软件仿真分析汽车低速和高速下行驶时的时域响应和频域响应来比较四轮转向汽车与二轮转向汽车的动态特性.结果表明,较之二轮转向汽车,四轮转向汽车能大幅度的提高汽车对方向盘输入的动态响应特性,具有更好的机动性能和稳定性能.     

基于最优控制的三自由度四轮转向研究

建立四轮转向的三自由度模型,采用最优控制理论求得最优反馈增益矩阵,最后应用MATLAB/Simulink软件建立模型进行仿真;在前轮角阶跃输入下,与传统的前轮转向和比例控制的四轮转向车辆进行对比分析;结果表明,所建立的三自由度车辆模型的横摆角速度能够很快达到稳态值;质心侧偏角和侧倾角基本保持为零;降低了驾驶员的驾驶疲劳程度并且提高了行驶安全性和操纵稳定性。