汽车侧翻稳定性仿真与分析

研究汽车的侧翻风险与其结构和行驶因素的关系,对提高汽车侧向稳定性具有重要的意义。针对高速急转向情况,建立3自由度侧倾模型,对转向盘阶跃输入和双移线工况仿真。以横向载荷转移率为评价指标,分析汽车在不同参数下的侧翻动态特性。通过对比15自由度模型,验证所建模型符合侧倾规律。结果表明,在前悬增设横向稳定杆、降低质心高度、增大轮距,将有助于提高汽车防侧翻的主动安全性。     

结构参数对铰接式自卸车行驶稳定性影响分析

铰接式自卸车引入了附加的自由度导致其横向稳定性差,转向时车身容易产生外倾现象。基于铰接式自卸车车身结构特征,搭建基于不同坐标系的车辆转向工况动力学方程,在此基础上参考车辆的侧倾自由度搭建整车模型。根据时不变输入的稳定性要求,对车辆应满足的稳定性条件进行分析。通过计算稳定性因数,研究自卸车空载和满载工况下都具有不足转向特性。通过整车结构参数的变化观察稳定性因数的变化,考察了整车结构参数、当量扭转弹簧刚度、轴距和质心位置变化、轮胎侧偏刚度对整车行驶稳定性的影响。分析结果可知:轮胎刚度、轴距和质心位置变化对铰接车行驶稳定性影响较大;同时可知刚性车的行驶稳定性问题是铰接车行驶稳定性问题的特殊情况;为整车设计提供理论依据。     

考虑道路几何条件的ACC系统上层速度控制模型

针对ACC系统上层速度控制IDM模型不能对汽车转弯行驶进行横向控制的不足,通过改进IDM模型并运用Simulink仿真试验研究转弯、超高和坡度等道路几何条件变化对特定工况下的汽车纵向和横向行驶的影响.采用车头时距和行驶速度作为指标评价汽车纵向行驶安全性;采用横摆角速度和侧向速度作为指标评价汽车操纵稳定性.仿真发现:在一定超高和坡度的道路上汽车转弯行驶时,纵向方向上改进后模型的车辆车头时距增大,行驶速度减小,保证了行驶安全;横向方向上改进后模型的横摆角速度和侧向速度随转弯半径和超高的增加而减小,保证了良好的操纵稳定性.结果表明,针对道路几何条件的变化,改进的IDM模型可以初步实现ACC系统特定工况下车辆纵向与横向的控制.     

变轮距底盘机械式可变特性转向系统仿真分析

针对交叉变轮距车辆底盘,基于阿克曼转向原理,提出一种机械式可变特性转向系统;应用UG建立底盘转向系统模型,分析车辆变轮距条件下的转向需求,建立转向单元的可变特性;并进行转向稳定性仿真分析,验证转向系统与交叉变轮距底盘的协调性。分析表明:在该型转向系统操纵下转向轮滑移率符合设计标准的要求,转向机构设计思路正确,为转向系统结构参数优化提供了保证。     

基于模型预测控制的智能网联汽车路径跟踪控制器设计

为解决智能车辆的自主转向问题,提高车辆在高速运动过程中的转向精度和稳定性,在智能网联汽车的背景下,从路径跟踪控制出发,提出一种变参数的智能网联汽车路径跟踪控制方法。该方法基于模型预测控制原理,设计了一种智能网联汽车的路径跟踪控制器。该方法先以3自由度模型的车辆模型为控制系统;对系统进行线性化后,确定系统的二次型目标函数,并依据函数形式确定矩阵形式;然后,在Carsim和Matlab/Simulink平台上进行离线仿真,确定各个典型工况下适用于该路径跟踪控制器的仿真参数;最后实现系统可根据由车联网获得车辆实际所处道路形状和实际车速选择合适的路径跟踪控制器的控制参数,完成智能网联汽车的自动转向。仿真结果表明该控制器相对于固定控制参数的控制器具有更好的控制效果,可控制车辆以较高车速行驶时达到较高跟踪精度和行驶稳定性。     

分布式驱动电动汽车操纵稳定性影响因素分析研究

为了探究影响分布式驱动电动汽车操纵稳定性的因素,以某车型为研究对象,对各影响因素进行仿真分析。基于Carsim软件和Simulink软件分别建立了整车动力学模型和电机模型,通过改变汽车的行驶速度、质心高度、质心前后位置以及路面附着系数,对整车操纵稳定性进行仿真分析,分别获得了不同行驶速度、不同质心位置和不同路面附着系数下的汽车横摆角速度瞬态响应曲线和汽车质心侧偏角瞬态响应曲线。研究结果表明,行驶速度、质心位置和路面附着系数均对汽车操纵稳定性有不同程度的影响,通过对分布式驱动电动汽车操纵稳定性的仿真分析,能够有效地反应出影响汽车操纵稳定性的因素,为今后汽车结构参数设计提供一定的理论依据。     

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。     

基于特征值判定法铰接车行驶稳定性建模分析

铰接式车辆由于前后车体为非刚性连接,铰接形式导致了附加的自由度,因此横向"刚度"较弱,直线行驶过程中,车速增高易造成横向摆振,行驶稳定性变差,出现"蛇行"失稳现象。基于铰接式车辆的简化模型,建立三自由度动力学数学模型。根据李亚普诺夫稳定性判定方法,由特征值判定铰接车稳定性特征。分析不同质心位置、转向参数、轴距、质量等参数对特征值和铰接角的影响,以此分析对整车行驶稳定性的影响。分析结果表明:当车速大于7m/s时,特征值实部出现正值,开始出现蛇形不稳定现象,速度越大,不稳定现象越明显;当前后车体质心越靠近铰接点,转向刚度和阻尼越大,后两轴轴距越大,后车体质量增大有利于铰接车的行驶稳定稳定性     

轴距预瞄的车辆主动悬架多目标控制与仿真

当前,车辆行驶过程中容易受到障碍物干扰,产生振动较大,从而影响乘坐的舒适性.对此,采取轴距预瞄系统控制车辆行驶产生的波动幅度.构造了4自由度1/2车辆模型简图,采用静态输出反馈设计轴距预瞄控制器,定义了H_∞范数和广义H_2范数,引用了迭代线性矩阵不等式和锥补线性化算法,说明闭环控制系统的稳定性.设置车辆轴距预瞄系统多目标控制的仿真参数,在Matlab/Simulink环境下进行仿真,与无轴距预瞄控制系统的仿真结果进行对比.仿真结果显示,与无轴距预瞄系统相比,有轴距预瞄控制系统的加速度和角加速度峰值分别降低了48.6%和59.3%,而且车辆整体振动幅度明显降低.采用轴距预瞄控制汽车主动悬架系统,可以提高车辆乘坐的舒适性.     

麦弗逊前悬架硬点参数的灵敏度分析和优化

针对厂家反映的汽车前轮磨损严重的问题,以国产某轿车为例,应用ADAMS/Car建立该车的前悬架仿真模型,并以目标样车前轮前束角、前轮外倾角、轮距和轴距随轮跳的变化等K&C特性曲线的斜率为目标,在ADAMS/Insi曲t模块中对该前悬架硬点进行整体灵敏度分析.根据灵敏度分析结果,选择对前轮磨损程度影响较大的前束角、外倾角以及轮距和轴距4个参数为设计目标,选取较为灵敏的硬点进行优化.通过以最少的前悬架硬点参数的调整,达到使该车前悬架K&C特性曲线趋近于目标样车K强C特性曲线的目的.这样既解决了前轮磨损严重的问题,又提高了该车型的综合性能.