基于Modelica的汽车转向系统建模仿真及实验验证

为研究汽车转向系统的转向性能,在对其进行动力学分析的基础上,采用多领域统一建模语言Modelica在仿真平台Dymola环境下建立转向系统模块、整车模块、轮胎模块及力矩计算模块,并将以上模块连接综合为转向系统整体仿真模型。针对某商用车的液压助力转向系统搭建了"汽车转向系统参数测量试验台"。通过台架试验测出模型中待定参数,将所得参数输入模型中进行仿真计算,结果表明:原地转向工况下仿真模型能较准确地反映车辆的转向性能。     

汽车起重机转向系统优化研究

针对某汽车起重机转向磨胎严重的问题,使用多体动力学软件ADAMS建立了转向系统参数化仿真模型,仿真结果表明,该转向系统摇臂机构设计不合理。利用ADAMS对摇臂机构目标参数进行试验设计,得出摇臂机构目标参数的优化值,在此基础上,对转向助力液压缸安装位置进行了优化,减小了助力液压缸的最大受力,为某汽车起重机转向系统的设计改进提供了参考。     

汽车转向回正性能仿真分析

回正能力是汽车操纵稳定性的一个重要方面。建立了转向系统二自由度动力学模型与整车转向二自由度动力学模型,用MATALAB／Simulink对转向回正过程中的横摆角速度进行了动力学仿真计算。对影响回正性能的主要因素进行了详细分析。回正性能试验的实质是转向盘力阶跃输入下汽车的响应,它和转向盘角阶跃输入相似,可以用来研究汽车的操纵稳定性。汽车车速、转向系统扭转刚度和主销后倾角对回正性能的影响较大,而转向系统的粘性摩擦系数对回正性能的影响相对较小。     

基于正交试验的载货汽车转向回正性仿真试验研究

转向回正性是汽车操作稳定性评价体系中的重要环节,关乎车辆行驶安全、轮胎磨损状况等。利用机械系统动力学软件ADAMS建立了某载货汽车多体动力学模型,并应用该模型进行了转向回正性仿真试验,结合实车试验数据验证了整车模型的准确性。在该整车模型基础上,以转向残留横摆角速度最小为目标,采用正交试验设计方法设计试验方案进行仿真试验,对前轮定位参数进行了合理选择。结果表明,采用正交实验设计与仿真试验的方法可以高效地对车辆前轮定位参数进行选择,使其与转向回正性能达到最优匹配。     

基于可拓滑模线控转向控制策略研究

对于汽车线控转向系统的主动转向控制,研究基于可拓滑模控制方法的主动转向系统控制策略。在MATLAB/Simulink中建立基于整车模型的线控转向系统动力学模型,在变角传动比前馈控制的基础上,设计出基于横摆角速度动态反馈的可拓滑模控制器,决策出合理的前轮转角。选取典型工况对所设计的基于可拓滑模控制方法的主动转向控制策略进行了仿真试验,并进行硬件在环试验验证。试验结果表明,基于可拓滑模控制的主动转向控制方法相对于无控制以及滑模控制,提高了汽车的行驶稳定性。     

液压动力转向车辆的蛇行试验与仿真

汽车的操纵稳定性决定了汽车的操控性、行驶安全性和抗外界干扰能力,而转向系统与汽车操纵稳定性关系最为密切。为研究液压动力转向车辆的操纵稳定性,利用Matlab/Simulink建立了液压动力转向系统以及整车三自由度状态方程的仿真模型,在使用试验数据验证仿真模型正确性的基础上,对模型进行了蛇行试验的操纵稳定性仿真,分析了液压动力转向系统的系统结构参数对蛇行试验的影响,仿真结果的分析为动力转向系统的设计和提高车辆操纵稳定性提供了依据。     

双前桥转向系统建模与动态仿真分析

简述了多轴转向汽车的转向原理,利用多体动力学软件ADAMS建立了某重型汽车双前桥转向系统动力学模型,并根据设计参数对其进行了仿真分析,得出转向性能评价结论.     

基于变增益的操纵杆线控转向变传动比设计方法

采用操纵杆代替传统线控转向(Steer-by-wire,SBW)系统中的转向盘,研究这种新型SBW系统的转向变传动比设计方法。建立整车2自由度动力学参考模型,针对采用操纵杆控制汽车转向运动的结构和性能特点,通过分析基于定横摆角速度增益所设计的转向变传动比应用在操纵杆SBW系统中存在的不足,分别设计车速因子和转角因子,提出保证汽车转向增益呈线性变化的转向变传动比变增益设计方法,并通过Matlab/Simulink对整车动力学模型和转向变传动比进行仿真计算。通过固定型驾驶模拟器对提出的操纵杆SBW系统变传动比方法进行试验和验证。驾驶模拟器硬件在环试验结果表明,在提出的操纵杆SBW系统转向变传动比作用下,驾驶员可以准确地实现转向意图,保证整车具有良好的运动轨迹跟踪能力,同时也保证汽车较好的操纵稳定性和舒适性。     

载货汽车EPS系统粒子群优化模糊控制仿真分析

提出了一种基于粒子群优化模糊控制的载货汽车EPS系统控制策略,在完成载货汽车EPS系统总体设计的基础上,结合驾驶人转向操纵主观感受及对路感的要求设计了助力特性曲线,建立了转向系模型,7自由度整车动力学模型,直流电动机模型,以直流电机电流作为控制目标,采用粒子群优化模糊控制策略,以MATLAB/Simulink作为仿真平台,以自卸货车为研究车型建立了装备EPS系统的载货汽车仿真模型。仿真实验结果表明:与传统模糊控制相比较,粒子群优化模糊控制能够有效地提升载货汽车EPS系统的整体动态响应,并且取得了良好的转向轻便性和操纵稳定性。     

电动助力转向系统助力特性研究

在分析影响转向盘转向力矩大小因素的基础上,建立了汽车转向力矩模型,通过动力学仿真和电动助力转向台架试验,确定了车辆载荷与转向盘转向力矩的对应关系。结合车辆载荷、速度和转向盘力矩三个方面的因素给出了设计电动助力转向系统（EPS）时的新型助力特性曲线,试验与仿真结果表明,在新型助力特性曲线基础上设计的EPS控制器具有更好的操纵效果。     

基于多刚体动力学的主动转向系统建模与仿真

首先对前轮主动转向系统结构形式进行分析和简化,确定了双行星齿轮机构的拓扑关系;其次,基于多体动力学仿真软件ADAMS完成了主动转向系统建模和运动学仿真,并建立带主动转向子系统的整车模型;接着,讨论了转向系变传动比控制原理,研究了传动比随车速和转角变化的关系;最后,对传统转向汽车和实施主动转向汽车的操纵稳定性进行了对比分析。结果表明,主动转向系统可提高汽车的操纵稳定性。所建立的主动转向系统多刚体模型为深入研究主动转向控制提供了依据。     

汽车主动悬架与电动助力转向的集成最优控制

建立整车悬架与电动助力转向集成动力学模型,并设计LQG最优控制器。通过在Matlab／Simulink环境下进行仿真运算,其结果表明,采用所提出的控制策略,不仅使汽车的侧倾角速度、悬架动挠度和轮胎动位移有所改善,而且使车辆的行驶平顺性、操纵稳定性有所提高。     

汽车四轮转向运动的稳定性分析

建立了汽车四轮转向非线性运动模型。首次运用现代非线性动力学运动稳定性理论,分析了汽车的转向稳定性及其限制条件,并给出了描述汽车四轮转向稳定性的数值结果。     

轮毂电机独立驱动电动汽车差速转向路感控制研究

为改善电动轮汽车差速转向系统的转向路感,建立了电动轮汽车差速转向和整车系统的动力学模型。基于鲁棒控制理论,在保证H∞性能的前提下,设计了系统PID控制器,并进行了仿真分析。结果表明,基于H∞-PID控制的差速转向系统可在满足系统H∞鲁棒性能的基础上,进一步减小系统的静态误差,提高差速转向路感系统的灵敏度和系统精度,使驾驶员获得更为满意的转向路感。     

主动悬架与主动横向稳定杆的集成控制

为改善汽车的平顺性和操纵稳定性,建立了包含主动悬架与主动横向稳定杆的整车动力学模型,并根据主动悬架与主动横向稳定杆两个系统间的耦合关系,分别设计了主动悬架与主动横向稳定杆的子控制器,将PID与线性控制相结合,设计了PID集成控制策略。在MATLAB/Simulink中对汽车的转向工况进行了仿真。仿真结果表明,PID集成控制策略有效,可提高车辆的操纵稳定性和平顺性。     

基于多体动力学仿真的履带车辆转向性能分析

以多体系统动力学理论和方法为基础,基于RecurDyn软件建立高速履带车辆多体动力学模型及路面模型,对履带车辆在硬、软两种地面的高速转向过程进行动力学仿真和对比分析。重点分析车辆在转向过程中履带预张紧力、转向半径和路面工况这3方面因素对转向特性的影响。研究结果表明:履带车辆高速转向时,软地面转向性差,易发生车辆侧翻、脱轮等现象;车辆以20 km/h的速度,转向半径r>B/2软地转向时,两侧履带滑移(滑转)现象不明显,转向稳定性最好,当选取车重力的10%(20 kN)作为预张紧力时,履带动态张紧力波动变化小,车辆转向角加速度没有出现幅值突变,转向平稳。     

ACTIVE FRONT STEERING DURING BRAKING PROCESS

An active front steering （AFS） intervention control during braking for vehicle stability is presented. Based on the investigation of AFS mechanism, a simplified model of steering system is established and integrated with vehicle model. Then the AFS control on vehicle handling dynamics during braking is designed. Due to the difficulties associated with the sideslip angle measurement of vehicle, a state observer is designed to provide real time estimation. Thereafter, the controller with the feedback of both sideslip and yaw angle is implemented. To evaluate the system control, the proposed AFS controlled vehicle has been tested in the Hardware-in-the-loop-simulation （HILS） system and compared with that of conventional vehicle. Results show that AFS can improve vehicle lateral stability effectively without reducing the braking performance.     

一种简化辅助泊车模型的建立与仿真研究

通过简化运动与转向过程中的车辆以及停车位,提取出车辆以及停车位的主要参数,建立了一种基于运动学及转向模型的两阶段简化辅助泊车模型。应用该模型在MATLAB中进行模拟泊车分析,模拟计算结果与实车泊车入位过程一致性较好,该模型可推广应用于实车泊车系统没计。     

自适应神经模糊推理的方向驾驶员模型研究

以方向驾驶员模型为研究对象,讲解了自适应神经模糊推理系统的原理和结构,并基于自适应神经模糊推理系统建立了一种两输入单输出的方向驾驶员模型。输入变量是道路参考线到预瞄点的横向偏差和道路参考线与车辆X轴之间面积偏差,输出是车辆方向盘转角。首先,通过车辆动力学仿真软件Carsim获取车辆的仿真数据。其次,自适应神经模糊推理系统通过仿真数据能够自动获取模糊控制规则并建立方向驾驶员模糊控制器。最后,将基于自适应神经模糊推理系统建立的方向驾驶员模型和Carsim中的车辆动力学模型进行联合仿真。仿真结果表明:基于自适应神经模糊推理系统所建立的方向驾驶员模型能够对路径进行良好的跟踪。