四轮转向车辆操纵稳定性仿真分析

对四轮转向车辆的转向特性进行了理论分析,并对某控制策略的四轮转向车辆为例进行了仿真.建立了四轮转向车辆操纵动力学模型,分析了前轮角阶跃输入下四轮转向车辆的稳态响应和瞬态响应与传统前轮转向车辆的主要区别;在四轮转向车辆状态方程的基础上二求解出横摆角速度和侧向加速度与前轮转角的传递函数,与前轮转向车辆对比分析了传递函数零、极点位置对响应特性的影响.借助Matlab/Simulink,对四轮转向车辆进行仿真,发现仿真结果与理论分析吻合.将仿真结果与前轮转向车辆进行比较,阐明了四轮转向车辆的性能优势.研究结果可为评价四轮转向车辆的系统设计提供理论依据.     

多轴转向车辆转向杆系的受力分析

某采用机械式液压助力转向的多轴转向车辆,经常出现转向杆系损坏的现象.为了分析转向杆系损坏的原因,进一步提高系统的可靠性,通过大型工程分析软件ADAMS对转向杆系进行虚拟样机建模.利用模型对转向杆系进行了虚拟试验分析,给出了各杆件受力分析的仿真结果.仿真结果分析表明造成转向杆系损坏的原因是由于受力过大,并提出了相应的改进措施.通过改进后测试,对虚拟样机的仿真结果进行了对比,证明虚拟样机模型是正确的,改进措施是有效的.结果使整个杆系最大受力降低了30%.     

铁水包车多轴转向机构运动学分析与优化

多轴转向车辆转向机构必须协调各转向轮转角,以满足阿克曼转向原理,才能减少轮胎磨损,提高转向性能.建立了液压平板铁水包车多轴转向机构的运动学分析模型,对转向机构进行了运动学分析,分析结果表明该转向机构与阿克曼原理偏差较大.根据阿克曼转向原理和梯形转向机构特点,提出了改进的多轴转向机构方案,新的转向机构优化仿真结果表明,方案能够更好的协调转向轮转角,降低轮胎磨损,改进的转向机构比原转向机构方案能够更好的满足转向原理,结构更加简单.     

多工况适应的车辆质心侧偏角观测算法研究

研究汽车高速运行稳定性优化控制问题,在车辆稳定性控制中,质心侧偏角是衡量稳定性的重要指标,观测对于稳定性控制非常重要。针对目前车载多传感器信息的观测条件,为解决质心侧偏角观测的准确性、快速性和多工况适应性问题,提出了一种融合卡尔曼滤波和信号积分的质心侧偏角观测算法。观测算法充分考虑了车辆动力学特性,采用车辆运行过程的多种工况进行了算法设计及切换。最后在Matlab/Simulink平台上搭建了质心侧偏角观测仿真实验平台,通过多工况下的仿真,对所提出的质心侧偏角观测算法进行了仿真验证,结果表明能快速准确地矫正质心侧偏角,使稳态误差减小。     

基于协同转向的铰接车辆轨迹跟随控制研究

针对铰接车辆后轴主动转向实现跟踪首轴轨迹的问题,本文提出一种基于多轴协同转向的补偿模糊PID控制方案.首先,根据各车轴具有同一转动中心的假设,利用扩展阿克曼转向原理确定了车轴的前馈控制转角;其次,依据首轴中心行驶轨迹,计算后轴的跟随偏差及变化率,并利用模糊PID控制理论,确定后轴的补偿控制转角,提高车辆的轨迹跟随控制性能;最后,在典型道路工况上,通过设置不同速度、道路附着系数及控制方案检验补偿模糊PID控制方案的轨迹跟随性能及鲁棒性.结果表明：在相同速度及道路附着系数下,相比于扩展阿克曼转向前馈控制及模糊PID控制方案,本文设计的补偿模糊PID控制进一步降低了轨迹跟随时各车体的横向偏差,并减小了车辆之间的横向铰接力;与PID控制相比,在不同速度及道路附着系数下,验证了补偿模糊PID控制具有一定的自适应性能.     

惯性信息状态观测器在车辆稳定系统中的应用

针对车辆安全稳定系统的算法设计中诸如车身质心侧偏角等惯性信息难以估量的问题,研究了状态观测器在系统中的应用方法。建立了车辆二自由度单车道数学模型,设计了质心侧偏角状态观测器的流程,并对此流程中的估算条件和影响因素进行了计算分析。通过数值计算类软件Matlab和动力学仿真类软件Adams的联合仿真,验证了所设计的状态观测器的精度能够满足车辆安全稳定系统的算法设计中的要求。     

五连杆整体桥的轴转向特性动力学分析

系统分析五连杆整体桥轴转向的原理及其特点.介绍五连杆整体桥的基本结构,将轴转向分为单纯的因受力产生的弹性变形轴转向和受力后由杆件运动产生的几何轨迹轴转向分别进行详细阐述.     

连通式油气悬架三轴重型车辆模型非线性动力学分析

建立了基于连通式油气悬架的三轴重型车辆模型,分别将路面不平度考虑为冲击激励、随机激励和正弦激励,分析了连通式油气悬架的非线性特性对三轴重型车辆振动特性的影响,并分析了连通式油气悬架的抗俯仰性能及抗侧倾性能;将路面不平度考虑为正弦激励,以路面不平度激励频率为参数,通过分叉图、波形图、相图以及庞加莱截面分析了正弦激励作用下三轴重型车辆的非线性动力学响应,仿真结果表明系统在不同激励条件下存在周期运动和混沌运动;连通式油气悬架对重型车辆具有较好的抗侧倾和俯仰特性.     

多轴驱动车辆差速器状态对操纵稳定性的影响

建立多轴驱动车辆操纵稳定性仿真模型. 采用控制系统自适应调整发动机扭矩以控制车速使之符合试验规范要求, 并对差速器工作和闭锁两种状态下的车辆操纵稳定性进行仿真, 定性定量地分析差速器操纵和执行装置故障对整车性能的影响, 为差速器及操纵和执行装置的可靠性设计提供理论依据.     

Four Wheel Independent Drive Electric Vehicle Lateral Stability Control Strategy

In this paper, a kind of lateral stability control strategy is put forward about the four wheel independent drive electric vehicle. The design of control system adopts hierarchical structure. Unlike the previous control strategy, this paper introduces a method which is the combination of sliding mode control and optimal allocation algorithm. According to the driver’s operation commands (steering angle and speed), the steady state responses of the sideslip angle and yaw rate are obtained. Based on this, the reference model is built. Upper controller adopts the sliding mode control principle to obtain the desired yawing moment demand. Lower controller is designed to satisfy the desired yawing moment demand by optimal allocation of the tire longitudinal forces. Firstly, the optimization goal is built to minimize the actuator cost. Secondly, the weighted least-square method is used to design the tire longitudinal forces optimization distribution strategy under the constraint conditions of actuator and the friction oval. Beyond that, when the optimal allocation algorithm is not applied, a method of axial load ratio distribution is adopted. Finally, CarSim associated with Simulink simulation experiments are designed under the conditions of different velocities and different pavements. The simulation results show that the control strategy designed in this paper has a good following effect comparing with the reference model and the sideslip angle \begin{document}$\,\beta$\end{document} is controlled within a small rang at the same time. Beyond that, based on the optimal distribution mode, the electromagnetic torque phase of each wheel can follow the trend of the vertical force of the tire, which shows the effectiveness of the optimal distribution algorithm.     

Velocity-based Lateral Stability Control for Four-wheel Independently Actuated Electric Vehicles with Homogeneous Polynomial Approach

This paper presents a control strategy to enhance the lateral dynamics stability and handling performance of the four-wheel independently actuated (FWIA) electric vehicles (EVs). The vehicle longitudinal velocity uncertainty and controller saturation are considered, a double layers control scheme is adopted. In the upper layer, the homogeneous polynomial parameter-dependent approach is introduced to track the uncertainty problem, and a multi-objective controller is designed to obtain the desired external yaw moment. In the lower layer, an optimal force distribution method with considering the distribution error and tire workload is employed to allocate the desired external yaw moment into forces of the four in-wheel motors. Simulation results verify the effectiveness of the proposed control strategy.

     

超空化航行器稳定性分析及最优控制设计

针对超空化航行器与超空泡之间的非线性滑行力带来的稳定控制困难问题,提出了基于圆判据的超空 化航行器稳定性分析方法及其最优控制设计．以Dzielski 提出的航行器模型为研究对象,通过一系列系统变换使其 成为线性系统环节和非线性环节反馈连接的形式．运用圆判据定理得出系统绝对稳定的充分条件,使超空化航行器 系统绝对稳定性与其Nyquist 曲线的位置直接联系起来,简捷地解决了Dzielski 模型系统稳定性的判定问题．针对 实际工程中控制量约束条件下激励饱和造成的系统失稳问题,设计了最优控制策略．经仿真验证,该策略实现了在 控制量约束范围内对航行器的稳定控制．     

四轮转向汽车稳定性控制

针对过分地追求减小高速转向时的横摆角速度，将导致后轮转角的随动性变差．同时也很难充分利用其机动性来提高稳定性，并且一般有较长时间滞后的问题，提出了一种利用横摆角速度反馈信息，进行再调节的控制方法。给出一个前轮转角阶跃输入后。不是直接根据当前速度算出后轮转角，而是在忽略后轮的情况下，求出横摆角速度响应。然后和稳态横摆角速度相比较，得出一个需要调整值。以该值通过一定的关系求出当前需要的后轮横摆角，这个过程重复进行，直到接近最优值。仿真结果表明，该控制方法能大大缩短四轮转向系统达到稳态的时间。     

四轮转向汽车稳定性控制

针对过分地追求减小高速转向时的横摆角速度,将导致后轮转角的随动性变差,同时也很难充分利用其机动性来提高稳定性,并且一般有较长时间滞后的问题,提出了一种利用横摆角速度反馈信息,进行再调节的控制方法.给出一个前轮转角阶跃输入后,不是直接根据当前速度算出后轮转角,而是在忽略后轮的情况下,求出横摆角速度响应,然后和稳态横摆角速度相比较,得出一个需要调整值.以该值通过一定的关系求出当前需要的后轮横摆角,这个过程重复进行,直到接近最优值.仿真结果表明,该控制方法能大大缩短四轮转向系统达到稳态的时间.     

四轮线控转向系统的转向控制策略研究

为了控制汽车的质心侧偏角,同时保持汽车的转向增益不变,研究了四轮线控转向系统的后轮转向控制策略和前轮转向控制策略.首先建立了四轮转向整车二自由度模型,然后基于稳态质心侧偏角为零得到两种后轮转向控制策略:与前轮转角成比例型和横摆角速度反馈型,前者不改变系统极点,后者改变系统极点.基于转向增益不随车速改变得到二者的前轮转向控制策略.仿真表明,提出的前轮转向控制策略可以保持固定转向增益,降低驾驶员负担;后轮转向控制策略可以实现零质心侧偏角稳态值,控制车辆姿态,改善操纵稳定性.     

电动助力转向系统控制策略研究

本文介绍了电动助力转向系统的结构和工作原理,建立了该系统的动力学模型,进一步提出了系统的助力控制、回正控制以及动态阻尼控制策略.策略中采用了PI控制和PID控制方法,并讨论了控制器增益的变化对转向特性的影响.通过仿真分析比较,证明采用此控制策略的EPS能减轻汽车的转向操纵力,改善汽车的回正特性.     

前移式叉车转向稳定性分析

为提高前移式叉车运行和作业时的转向稳定性,需深入分析其转向稳定性机理。首先利用方位角概念将转弯动态过程等效为叉车静止在坡度不断变化的斜坡上进行失稳特征分析;接着通过侧偏角下的最小转弯半径、侧翻临界速度等对前移式叉车进行运动学分析;最后以CQD15-GA2R型号为实验对象,对其横向稳定性作具体计算,得出该机型在额定工况下,满足转弯稳定性的重心最大高度不超过656.6mm。分析结果对优化前移式叉车的结构、载荷分布、转弯半径与速度以及提高车辆运行和作业过程的转向稳定性有一定指导意义。     

分导式多弹头变轨控制稳定性分析与仿真

弹道导弹弹头分导控制技术的研究是我国导弹技术发展的必然。文章依据所设计的弹道导弹多头分导方案,基于非线性系统控制理论,对分导式弹头在其改变轨道进行机动飞行时的控制稳定性进行了分析,并根据分析结果进行了实例仿真,提出了分导式弹头在机动飞行中的控制稳定的条件性,并验证了分导式弹头机动飞行稳定的控制可行性,为进一步研究弹头分导控制技术奠定了一定的基础。     

纯电动转向汽车的双PID协调转向控制策略研究

研究纯电动转向汽车转向系统的协调转向控制方法。提出了纯电动转向系统内外转向轮协调转向的问题,并且针对该问题设计了双PID控制的策略。建立了控制系统的控制模型,使用Matlab对控制策略进行仿真,验证其可行性以及控制效果。将验证后的控制策略移植至车上ECU进行验证,比较各种控制参数下的控制效果,总结控制参数对控制效果的影响,经过实车实验后获得较好的控制效果。在总结实验规律的基础上提出了可行的工程实施方案。