拖车系统车身摆振的非线性动力学分析

考虑轮胎和悬架减振器的非线性特性,建立包含侧向、横摆、侧倾运动的5自由度拖车系统动力学模型。应用非线性动力学的相关理论,对拖车系统的多平衡点特性以及在各平衡点附近的时域响应进行分析。在此基础上结合不足转向梯度和系统阻尼比特性对系统失稳机制进行研究,并分析了拖车系统参数与路面附着系数对系统动态临界车速的影响。研究发现,由于轮胎和悬架减振器非线性特性的耦合,拖车系统存在多个平衡点。拖车系统的初始状态和各个平衡点共同决定了其失稳机制。结合拖车系统不足转向梯度的定义,当牵引车为过度转向时,牵引车的后轴侧滑导致的车辆折叠失稳是系统车身失稳的一种形式。此时通过对牵引车的横摆角速度进行控制,可以有效地避免系统出现折叠失稳。此外,增大拖车轴距、拖车前轴距离牵引点的距离可以有效地提高系统的动态临界车速,从而提高拖车系统的动态稳定性。     

非线性弹簧汽车悬架系统的非线性振动机理研究和运动稳定性分析

针对变截面弹簧汽车悬架系统，建立了两自由度系统模型的非线性运动微分方程，采用平均法导出了系统的幅频响应特性，分析了非线性弹簧刚度、阻尼系数、激励振幅和非线性参数变化对车身共振曲线的影响，并对车身的周期振动进行了稳定性分析，得出了稳定性条件。所得结果可为悬架系统的优化设计和最优控制提供理论依据。     

基于虚拟样机技术的汽车悬架转向系的研究

研究了汽车前悬架的定位参数,通过ADAMS/CAR建立悬架转向系的虚拟样机模型,进行了双轮同向激振仿真试验分析,得到各响应曲线,分析了结构参数对悬架系统操纵稳定性及转向特性的影响,为汽车悬架转向系的结构设计提供依据.     

独立悬架汽车转向系间隙与干摩擦对其Hopf分岔特性的影响

车辆转向系的非线性振动对车辆的行驶稳定性与安全性产生巨大的危害,因此降低转向系的振动、分析系统参数对振动特性的影响成为车辆振动控制至关重要的一环。为分析问题的全面性与合理消除振动,综合考虑转向系间隙与干摩擦,轮胎所受侧向力三个非线性因素,建立独立悬架汽车转向系4自由度自激型等效非线性振动模型,对多自由度系统自激型振动的Hopf分岔形式做出了具体的理论分析并给予数值验证,详细讨论间隙与干摩擦两种非线性因素对临界车速与分岔后极限环幅值的影响,进行奇点稳定性与瞬态响应时间分析;通过数值仿真得到在不同非线性因素影响下车辆平衡点失稳的变化规律,其结果对减小转向系振动与其Hopf分岔控制具有一定的指导意义。     

车辆操纵稳定性评价方法及其在车辆基本结构参数设计中的应用

介绍了车辆操纵稳定性的客观评价方法,讨论了显著影响汽车操纵稳定性的结构参数。这些基本参数包括整车质量、质心位置、前后轮侧偏刚度、后轴侧倾转向系数以及转向系刚度和传动比等。同时介绍了通过仿真分析,在ADAMS等多体仿真环境下根据汽车稳定性来优化基本结构参数,从而提高汽车的操纵稳定性。     

基于AEMSim的汽车液压限位卸载转向系统的设计及仿真

该文在分析常用转向系统的结构原理和技术特性的基础上,设计了一种转向极限状态卸荷的液压系统,诣在解决常用液压转向系统机械杆系受力变形、轮胎磨损、液压元件烧坏等不利问题,提高转向系统的操纵稳定性和安全性。基于多学科领域复杂系统建模仿真平台AMESim软件建立汽车液压转向系统的仿真模型。仿真结果表明:系统可解决一些常用转向系统的机械杆系受力变形等问题,有效提高了转向系统的安全性和汽车操纵稳定性,具有一定的经济系效益和安全效益。     

汽车ABS侧向稳定性能道路试验评价系统研究

汽车ABS侧向稳定性是主动安全性的重要方面，目前研究的主要方法是基于虚拟现实和硬件在环（HiL）技术。提出了主要基于多维轮力测量并辅以车身轨迹姿态测量的汽车ABS侧向稳定性能道路试验评价系统。基于该系统直接建立车轮六维力与车轮、车身运动参数间的关系，为研究和评价汽车制动稳定性和操纵性提供了试验依据。介绍了多维轮力传感器、测试系统的架构以及车身轨迹姿态测量原理，探讨了汽车ABS侧向稳定性能试验方法，给出了基于某轿车弯道制动试验分析实例。     

基于遗传算法的汽车底盘系统协调控制优化

为了消除汽车底盘集成系统机械与控制系统间的耦合,首先建立了汽车悬架与转向系统整车动力学模型,分别设计了主动悬架(ASS)LQG控制器和主动前轮转向系统(AFS)滑模变结构控制器和两系统的规则协调控制器。以集成系统机械与控制参数为优化变量,以反映汽车动力学综合性能为目标函数,基于遗传算法编制了集成优化程序,对集成控制系统进行了优化仿真计算。仿真结果表明:汽车底盘集成控制系统经过参数优化后,汽车综合性能得到改善:汽车的横摆角速度、车身侧向加速度均方根值分别降低了近34%,38.12%,车身俯仰角速度降低了4.91%、改善了车辆的乘坐舒适性,方向盘操纵转矩大大降低,提高了汽车转向时的转向轻便性。     

新能源汽车主动四轮转向稳定性控制技术

针对无法在不同环境下改变控制规则，导致对汽车控制时获得的横摆角速度、质心侧偏角、车轮转角与理想模型偏差大，车身侧倾角大，存在控制性能差的问题，提出新能源汽车主动四轮转向系统稳定性控制方法。构建了汽车横向动力学模型、垂直运动模型、运动状态方程以及路面输入模型，设计了自适应模糊控制器，将可调因子引入自适应模糊控制器中，使控制器可以适用于不同环境，完成新能源汽车主动四轮转向系统的稳定性控制。实验结果表明，所提方法应用后，可实现汽车主动四轮转向系统稳定性控制。     

汽车底盘控制子系统集成优化研究

为了改善汽车底盘控制子系统间的运动耦合的影响,文中在建立了汽车悬架与转向整车系统动力学模型的基础上,设计了扩展的LQG控制器,对电动助力转向和主动悬架系统进行集成控制。针对传统机械结构与控制参数采用串行设计方法易造成系统失去全局最优性能的特点,文中以集成系统机械与控制参数为优化变量,以反映汽车动力学综合性能为目标函数,基于遗传算法编制了集成优化程序,对集成控制系统进行了并行集成优化。优化前后的仿真结果表明,汽车底盘集成系统的机械结构参数和控制器参数得到进一步优化,车辆的转向轻便性、操纵稳定性、平顺性等综合性能也得到提高和改善。进行的实车试验结果也表明:系统经过集成优化后转向盘力矩均方根值下降了43.10%,提高了汽车转向轻便性,车身侧向加速度、横摆角速度均方根值分别下降了28.16%和19.52%,,改善了汽车的操纵稳定性。     

基于降阶观测器的四轮转向车辆随动操纵瞬态稳定性分析

对复杂的四轮转向车辆控制系统数学模型进行分析，考虑在实际车辆中质心侧偏角等量难以直接测量，提出一种基于降阶观测器的四轮转向车辆随动操纵最优控制策略，以车辆转向时的质心侧偏角和横摆角速度等为被控制量，应用最优控制理论设计反馈控制系统进行高速行驶下的瞬态操纵动态仿真，结果表明，基于降阶观测器的系统状态向量能很好地跟踪驾驶员发出的操纵指令，车辆瞬态操纵稳定性和安全性得到有效提高。     

基于FlexRay总线线控转向稳定性研究

线控转向装置取消了转向盘和车轮的机械连接,是未来汽车转向的发展趋势.该文采用魔术轮胎的非线性整车动力学模型,研究了车速、路面附着系数以及前轮转向对汽车稳定性的影响;在此基础上,提出了基于横摆角速度和侧向加速度联合控制的控制策略,提高了汽车的稳定性;建立了基于FlexRay通信的线控转向系统,并建立了dSPACE硬件在环...     

电动助力转向系统性能优化及参数研究

为研究电动助力转向(EPS)系统的转向特性,首先对转向柱式EPS系统进行了详细的建模。结合一个考虑悬架影响的整车动力学模型,提出了汽车转向性能的指标如转向灵敏度、稳定性和转向路感,并推导出其具体表达式。通过构造和分析转向路感优化模型,研究分析了EPS系统及整车参数对转向性能的影响。最后通过绝对灵敏度的方法,从系统稳定性角度对参数影响进行了分析。     

智轨列车电液伺服转向系统动态特性测试试验台与测控系统开发

车辆转向时其转向系统的动态特性是十分重要的性能指标。针对智轨列车电液伺服转向系统的动态特性测试问题，先开发设计出具有针对性的动态特性测试试验台，并以此平台模拟智轨列车在PID闭环控制下的转向工况。使用LabVIEW编写转向系统动态特性测试的软件程序，在PID闭环控制下对电液伺服转向系统的动态特性进行测试，得到了完整的测试数据。为智轨列车转向系统动态特性分析提供了灵活、方便的测试手段，为转向系统性能改进提供了数据支撑。     

不同轮对组合的转向架动力学性能分析

针对刚性轮对和独立轮对的不同特性,推导出完整的车辆动力学方程,研究二者相互组合转向架车辆动力学性能:稳定性和曲线通过性能.结果表明:独立轮对有助于提高车辆系统的稳定性;在较大曲线半径的线路上刚性轮对有助于改善车辆系统的曲线通过性能;二者作为导向轮,性能更好;受导向控制的独立轮对导向单元的导向性能更好.基于独立轮对,提出...     

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。     

运动副间隙对汽车摆振系统非线性动力学行为影响分析

在前期研究中发现运动副间隙对机构的动力学响应影响显著,因此做出转向系统中的间隙也会对转向摆振系统的响应产生重要影响的推断。为此,将转向梯形机构简化为一个连杆机构,并就机构中运动副间隙对转向系统摆振的影响进行了分析。借助拉格朗日方程建立考虑转向机构运动副间隙的6自由度转向系统摆振动力学模型,基于该摆振模型,应用四阶龙格－库塔法对间隙参数发生变化时摆振系统的响应进行仿真分析。通过仿真分析结果发现：转向机构运动副间隙是诱发转向轮摆振系统混沌运动的重要因素,在摆振系统建模过程中应予以充分考虑;随着运动副间隙增大,转向摆振系统会由周期运动状态经过拟周期运动状态逐渐进入混沌状态,造成摆振运动加剧。相关结论可为转向系统摆振的有效控制奠定理论基础。     

FLEXIBLE 2-DOF STEERING MODEL OF MULTI-AXLE HEAVY-DUTY VEHICLE

A flexible two degrees of freedom (2-DOF) steering model of multi-axle vehicle (MAV) is presented with considering the effect of frame flexibility based on the classic 2-DOF model. A method to calculate the frame flexibility is derived by using three moments equation. The steering stability of MAV is analyzed. The steering performance of MAV is also researched in frequency domain. Simulation results show that the dynamic effects of flexible model are more severe than rigid model and the flexible effect of frame will weaken the steering stability of MAV. Different disposals of steering axles lead to different steering characteristics of MAV. The in-phase steering mode improves the steering characteristics and stability at high speed. The anti-phase steering mode increases the steering mobility at low vehicle speed.     

基于多轴电液伺服转向系统的重型车辆操纵稳定性研究

车辆的操纵稳定性是影响车辆行驶安全性的关键因素,操纵稳定性分析通常基于经典线性二自由度车辆动力学模型。该模型忽略了转向系统的影响,直接以前轮转角为输入,无法充分描述车辆的操纵稳定性。以多轴电液助力式转向车辆为研究对象,在二自由度动力学模型的基础上进一步考虑了电液伺服转向系统对车辆操纵稳定性的影响,建立以转向盘转角为输入的多轴电液助力式转向车辆二自由度动力学模型并进行仿真分析。结果表明,电液伺服转向系统模型的加入显著增加了多轴车辆到达稳态转向的时间,且在小转角转向时车辆瞬态质心侧偏角峰值降低,车辆操纵稳定性有所改善。因此,考虑电液伺服转向系统部分的模型可有效提升重型多轴车辆转向性能分析的准确度。