基于在环试验自卸车悬架系统操纵稳定性分析

不同形式悬架对整车操纵稳定性具有重要影响,针对前后桥不同形式悬架对操纵稳定性影响进行对比分析。基于悬架系统、轮胎等总成特性,在Truck Sim中搭建14自由度整车动力学模型,进行操纵稳定性开环试验仿真分析,分别进行方向盘角阶跃仿真、方向盘角脉冲仿真和稳态回转仿真试验;基于整车模型、驾驶员操作系统等搭建驾驶员在环仿真试验平台,进行闭环操纵稳定性试验仿真分析,选择双移线工况进行仿真分析;分别配备4种形式前悬架和2种形式后悬架组合的8个车型进行对比分析;利用虑道路跟踪好坏及驾驶员负担是否沉重对各车型进行对比评价分析。结果可知:配备复合连杆式前悬架的车型在操纵稳定性各方面指标都较好,双叉臂式悬架也具有同样的优越性,但是在稳态回转时侧倾角较大;配备单纵臂式悬架和烛式悬架的车型在操纵稳定性方面则表现的较差,不过单纵臂式悬架在自卸车稳态回转试验中表现出对侧倾角的控制作用。     

铰接式自卸车操纵稳定性影响因素分析

铰接式自卸车前后车体属于非刚性连接,高速行驶时容易出现"蛇形"失稳现象,需要对对铰接式车辆直线行驶稳定性进行分析。根据铰接式自卸车结构特点,根据运动学和动力学分析,搭建其数学模型及整车拓扑结构。在此基础上,基于ADAMS搭建整车多体动力学虚拟样机,生成基于正弦波叠加法的三维随机路面谱;基于AEMSim搭建转向系统和油气悬架系统液压模型;基于Simulink设计频率加权函数滤波器。通过ADAMS/AMESim/Simulink三者联合,对整车操纵稳定性进行分析。对整车进行稳态回转试验和转向盘角阶跃输入试验模拟分析;分析后车体质心位置变化、悬挂缸参数、连通油气悬架对稳定性影响。可知,整车具有明显的不足转向特性;后车体质心位置变化在低速时对横摆角速度和侧向加速度影响不大,但随车速变化影响显著;蓄能器预充气压力、蓄能器体积或两者的匹配对稳定性影响最大;连通式油气悬架结构形式有利于提升整车操纵稳定性。     

铰接式自卸车动态侧倾稳定性仿真研究

针对某装配有油气悬架系统的60t六轮矿用铰接式自卸车,运用Simpack建立了考虑前后车体侧倾的整车10自由度动力学模型,并与Simulink及AMESim软件进行了整车动力学联合仿真以研究自卸车的动态侧倾稳定性。在考虑油气悬架响应特性的基础上,进行平路和坡道上的稳态回转试验仿真,分析了行车速度、铰接转向角、转向角速度以及坡度角等运动参数对前车侧倾角和侧向加速度的影响规律。仿真结果为工厂的实车试验和铰接式自卸车运输安全的提升提供了理论依据。     

基于多体动力学车辆操纵稳定性影响因素分析

操纵稳定性是自卸车安全高效运输的重要保证,影响其的因素较多,正确建立分析模型是研究影响因素的重要前提。结合自卸车所采用的油气悬架系统的结构和性能特征,基于多刚体动力学法,建立4自由度某自卸车的动力学模型和数学模型。在时不变输入状态下,采用稳定性理论分析,判断整车系统具有稳定性的条件。基于所搭建的整车多体动力学模型,整车在满载与空载时,对车辆簧载质量质心位置、轴距、悬架系统参数等主要结构参数变化时,各状态参数的响应进行分析,获得主要参数变化对整车操纵稳定性的影响。由分析结果可知:当簧载质量质心越靠近前轴时越有利于提高操纵稳定性;侧倾轴线与簧载质量质心的高度对质心侧向速度与横摆角速度影响较小;悬架的刚度对整车质心处的侧向速度和横摆角速度的影响较小;相同条件下,应该选择轴距较长的设计;车辆前悬架刚度取值越小,而后悬架取值越大,则车辆稳态转向时,簧载质量的侧倾角越小;簧载质量质心越靠前越有利于提高车辆的操纵稳定性;所采用的研究方法和获得的研究结果为此类设计提供参考。     

矿用自卸车操纵稳定性多运动场建模分析

以NTE190矿用自卸车操纵稳定性为研究对象,在Trucksim中建立整车多运动场仿真模型,将方向盘转角及前轮定位参数作为整车模型的输入值,通过对车辆模型的固定转向盘稳态回转试验和紧急双移线试验的仿真,分析整车的操纵稳定性,并与ADAMS单场建模优化分析方法进行对比,验证Trucksim多场建模分析方法的优越性与可靠性。结果表明该种仿真分析方法具有良好的应用优势,为此类矿用自卸车操纵稳定性的研究提供重要的研究方法,可以应用于实际设计生产和相关系统优化设计。     

线控转向系统滑模控制策略研究

针对线控转向系统的控制问题,通过Matlab/Simulink软件搭建了整车控制仿真模型,其中包括七自由度整车动力学模型、"魔术公式"轮胎模型、预瞄最优化神经网络驾驶员模型,并基于二自由度车辆模型设计了理想传动比、最优滑模面的滑模控制算法以及消除抖振的滤波算法;然后进行了操纵稳定性试验仿真,并与前述仿真模型改用PID控制算法以及无控制仿真结果进行对比分析。结果表明:滑模控制下的线控转向系统可以更好地追踪理想值,提高了汽车的操纵稳定性、驾驶轻便性。     

汽车双横臂独立悬架的建模与仿真

汽车转向和悬架系统是现代汽车的重要部件,对整车行驶动力学(如操纵稳定性、行驶平顺性等)有举足轻重的影响。利用ADAMS/view对双横臂式独立悬架进行建模仿真,研究分析汽车运动中悬架随车轮跳动时定位参教的变化规律,进而对其参数的变化进行动力学分析总结悬架对汽车转向的影响。     

影响铰接式自卸车操纵稳定性的结构参数分析

铰接式自卸车的工作环境恶劣但载重量较大,对其操纵稳定性具有较高的要求,整车中对此性能的影响因素较多,对影响铰接式自卸车操纵稳定性的结构参数进行分析具有重要意义。稳定性与动态特性是准确描述车辆运行过程中操纵性能的重要特性,根据铰接式自卸车结构特点,为建立准确的整车多自由度操纵动力学模型,用多体系统动力学原理,对整车进行分析并建模。基于多体动力学模型,车辆运行在满载和空载状态时,系统采用角阶跃输入,对各状态参量的瞬态与稳态响应进行分析;分析重要结构参数变化时,对各状态参量的响应情况进行分析,得结构参数对车辆操纵稳定性的不同影响。前轮胎侧偏刚度越小,而后轮的侧偏刚度在一定范围内增大时,整车的操纵稳定性越好,且能够很好的减小车辆转向稳态时的簧载质量侧倾角;车辆悬架刚度对整车状态参量影响较小;轴距越靠前、铰接点越靠前布置越有利于提高操纵稳定性。研究方法和结果为此类车辆设计提供参考。     

基于单点预瞄最优曲率模型的单轨车辆驾驶员模型

单轨车辆动力学特性研究一般需要一个合适的驾驶员模型。基于郭孔辉的单点预瞄最优曲率模型,利用车辆转向时的Ackerman几何关系和稳态转向时横垂面内力的平衡分别确定目标转向角和目标侧倾角,建立适用于单轨车辆的驾驶员模型。模型重点考虑了驾驶员的预瞄、驾驶员对转向手把的转向力矩输入、驾驶员上半身在车座上绕通过髋部的纵向轴线转动的侧倾力矩输入以及驾驶员的动作滞后。为使实际转向角和侧倾角跟随目标转向角和目标侧倾角变化,转向力矩和侧倾力矩皆采用PD控制。采用ADAMS软件建立了驾驶员—车辆闭环动力学模型,并按双移线和蛇行两种典型行驶工况进行仿真。仿真结果表明车辆可以很好地跟随所设定的路径,验证了驾驶员模型的合理性。所建立的驾驶员模型适用于单轨车辆人—车闭环控制模型的动力学仿真研究。     

基于多刚体动力学和规则协调的汽车EPS与ASS建模与控制

应用多刚体系统动力学理论,建立了装备电动助力转向和主动悬架系统的整车多刚体动力学模型。并根据转向和悬架两个系统之间的运动耦合关系,分别设计了EPS和ASS各子控制器,以及基于规则的中央控制器,对子系统监督和协调。在MATLAB下对整车的平顺性和操纵稳定性进行了仿真,结果表明多刚体模型运用在汽车底盘集成控制研究中是方便可行的;采用的控制策略有效改善了车辆的平顺性和操纵稳定性。     

线控转向车辆可变角传动比特性的研究

针对线控车辆的操控性能改善问题,对线控转向系统可变角传动比特性的优化设计方法进行了研究。基于客观的车辆操纵稳定性指标多目标评价函数,结合"驾驶员-车-路"闭环系统双移线工况仿真实验结果分析,确定了不同车速对应的最优角传动比;在此基础上,考虑车辆非线性横摆角速度增益特性对驾驶员转向操作的不利影响,分析了角传动比随转向盘转角变化的特性;对固定角传动比系统和可变角传动比系统的线控车辆,分别进行了双纽线和双移线两种典型转向工况下的仿真对比实验。实验及研究结果表明:相比于传统固定角传动比系统,具有角传动比可变优化特性的转向系统不仅能改善车辆低速转向灵敏性和中高速路径跟随性能,还能有效减小驾驶员的转向操作负担。     

悬架K ＆ C特性参数对整车操纵稳定性的影响分析

基于多体动力学理论建立了某车型动力学仿真模型,改变前悬架K＆C特性参数--车轮外倾角、前束角和侧倾角刚度,仿真分析了稳态回转试验和转向盘角阶跃输入下的不足转向度、横摆角速度响应以及侧倾角响应的变化特性,总结了悬架K＆C特性参数对整车操纵稳定性的影响分析。所做研究对整车操纵稳定性性能的正向开发有一定的指导意义。     

融合主动转向功能的电动助力转向系统H_∞控制

针对传统电动助力转向(EPS)系统不能在车辆极限工况行驶时实施主动转向,也不能对驾驶员的转向误操作进行主动补偿的问题,建立了融合主动转向功能的EPS整车操纵动力学模型,并以转向轻便性、灵敏性、回正特性及整车操纵稳定性为系统评价输出,运用H∞鲁棒控制策略对基于整车操纵稳定性控制的汽车EPS系统控制特性进行了仿真分析。仿真结果表明,集成主动转向功能的EPS控制系统,既能够实现EPS系统的传统控制特性,又能够根据汽车极限运行工况时整车操纵稳定性的要求实施主动转向,从而有效降低车身横摆角速度和质心侧偏角,并最大程度地发挥EPS的功能调节范围。     

油气悬架参数对自卸车侧倾稳定性的影响

为研究连通式油气悬架系统参数对铰接式自卸车侧倾稳定性的影响,建立了基于Simpack的整车多体动力学模型、基于AMESim的前悬架系统及转向系统全液压模型和基于Simulink的PID等转矩控制模型。然后,以Simulink为主要联合仿真环境进行了稳态回转试验,分析了连通式油气悬架初始充气压力、蓄能器公称体积和阻尼孔直径对自卸车前车侧倾角和横向载荷转移率的影响规律。仿真结果表明:在相应的研究范围内,初始充气压力和蓄能器公称体积越小则自卸车侧倾稳定性越好,而阻尼孔直径大小对其影响较小。     

ADAMS/Car模块在汽车操纵稳定性中的应用

论文中简单介绍了ADAMS/Car模块,利用其建立了包括车身、悬架、转向系统和轮胎等在内的整车多体动力学模型.进行了操纵稳定性的仿真,并将仿真结果与实车试验结果进行对比,验证了所建整车动力学模型的正确性.     

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。     

基于ADAMS电驱动铰接车行驶稳定性建模分析

针对电驱动铰接车行驶中出现的"蛇形"失稳等现象,对影响车辆行驶稳定性的因素进行分析。根据铰接车的结构特点,将其简化为三自由度的动力学模型,基于简化的单轨模型,利用拉格朗日方程建立铰接车单轨动力学数学模型。应用ADAMS建立铰接车整车多体动力学仿真模型,正确选择轮胎类型和路面模型,进行整车动力学仿真。获得整车的行驶速度、前后车节质心横摆角速度、铰接角等随时间变化曲线。重点分析不同的质心位置、转向参数、质量、轮胎侧偏刚度、悬架刚度和阻尼等参数对铰接车行驶稳定性的影响。仿真结果表明:质心位置靠近铰接点,增大转向刚度和阻尼,减小轮胎侧偏刚度,增大悬架刚度和阻尼,适当增加后车体质量,有利于提升电驱动铰接车的行驶稳定性。     

FSAE赛车整车建模及操纵稳定性仿真

为了提高FSAE赛车的操纵稳定性,文中采用自主设计的多连杆独立悬架并运用ADAMS/Car模块创建了整车虚拟模型。对前多连杆悬架转向系统运行双轮同向激振仿真试验,利用ADAMS/Insight模块对悬架的车轮前束角、外倾角、主销后倾角及内倾角四个运动学参数进行优化分析,并对优化前后的整车虚拟模型进行转向盘转角阶跃输入和虚拟蛇形穿越仿真试验。结果表明,悬架的整体运动特性得到较大的提升,整车的操纵稳定性也得到改善,对提升整车的操纵稳定性提供了参考。     

基于驾驶员模型的4WS车辆操纵稳定性研究

建立了四轮转向车辆(4WS)的动力学模型,基于单点预瞄的驾驶员数学模型,编写了四轮转向车辆在S型道路和复杂赛车跑道行驶的闭环运动仿真程序,对比例控制策略的四轮转向车辆进行运动学和动力学进行高速动态仿真。仿真结果表明:在高速行驶下的四轮转向车辆操纵稳定性优于前轮转向车辆,系统具有良好的动态特性,更能有效地提高车辆瞬态操纵稳定性和安全性。     

燃料电池轿车操纵稳定性仿真分析

轿车改装燃料电池动力系统后,整车参数发生了变化,悬架也相应调整.文中在ADAMS/CAR中建立了某燃料电池轿车整车模型,通过驾驶员控制文件的定义对典型行驶工况进行仿真试验,根据国标对该车的操纵稳定性进行了综合评价.结果显示,由于整车参数变化及悬架的调整使得该车的不足转向特性偏弱,最后分析其原因并提出了改进措施.