四轮转向半挂汽车列车行驶稳定性仿真研究

通过分析四轮转向(4WS)半挂汽车列车行驶性能,为在牵引车上采用4WS技术能提高整个汽车列车行驶稳定性提供依据.建立4WS半挂汽车列车简化三自由度单轨动力学模型,在小角度转向和直线行驶两种行驶工况下对操纵稳定性能进行时域仿真研究.理论分析和基于MATLAB的仿真研究表明,4WS技术能使车辆的横摆角速度等状态量保持较小数值.稳定性好.最后,与只有前轮转向(FWS)牵引车列车的稳定性能作对比分析,验证出4WS对列车的高速稳定性和低速机动性有明显的好处.     

三轴转向车辆侧向稳定性控制策略分析

关于汽车转向稳定性能优化问题,根据三轴转向车辆线性二自由度动力学模型,推导了基于质心零侧偏角控制策略的三轴转向车辆各动力学参数与转向中心纵向位移的关系;结合整车侧向稳定性条件,通过分析转向中心纵向位移对整车侧向稳定性和转向灵活性的影响,得出了转向中心纵向位移临界值和前轮过渡角的表示公式;根据整车侧向稳定性条件和适度质心侧偏角条件,提出了质心零侧偏角调度控制策略;利用MATLAB对质心零侧偏角控制策略和质心零侧偏角调度控制策略进行了定量对比分析,结果证明理论分析的一致性.     

四轮转向车辆转向解耦的双点跟踪控制

针对四轮转向(4WS)无人车辆路径跟踪中的过约束问题, 本文提出一种前后轮转向解耦的双点跟踪控制策略. 建立4WS车辆单轨运动学模型, 约束前后轮转向角速度, 规划曲率连续的回旋曲线参考位姿序列, 将其解耦为前后轴中心的双点参考轨迹; 以前后轮中心点为控制点, 采用非线性反馈控制的预瞄方法分别获得转向控制率, 双点跟踪误差指数收敛于0. 仿真和实车验证结果表明, 所提出的双点跟踪控制策略横向误差标准差减少0.2 m, 横摆角误差标准差减小3.0?, 具有更大的前后轮转角控制域和较高的跟踪精度     

基于约束H∞输出反馈的四轮转向模型跟踪控制

以跟踪参考模型为控制策略,提出一种基于约束H_∞输出反馈控制的四轮转向（4WS）控制新方法．将前馈控制和反馈控制相结合,同时控制前、后轮转角,以实现实际车辆模型对参考模型的期望性能跟踪．兼顾抗干扰能力与执行机构输出饱和,将约束H_∞输出反馈控制应用于反馈控制器的设计．仿真实验表明所设计的4WS车辆系统可以很好地跟踪参考车辆模型,提高了车辆的操纵稳定性．     

四轮转向汽车最优转向控制研究

为了充分发挥四轮转向技术在改善汽车操纵稳定性方面的优势,对汽车转向的理想状态进行分析,构建理想转向模型。依据具有二次型性能指标的最优控制理论,以汽车转向理想模型作为跟踪目标,采用基于状态反馈和前轮前馈的控制策略,对四轮转向汽车后轮转向控制规律进行研究。利用Matlab工具,对所提出的后轮转向最优控制方法进行仿真。仿真结果表明：所设计的后轮转角最优控制器改善汽车转向的瞬态与稳态响应特性,其瞬态响应的超调量减少,稳定时间缩短;侧向滑移的稳态值有所降低,从而提高汽车转向的操纵稳定性。     

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.     

考虑高速公路横向坡道转向行驶操纵稳定性的汽车轴距和轮距分析

为分析汽车轴距和轮距设计对操纵稳定性的影响,建立高速公路横向坡道转向行驶的汽车转向动力学模型,并在MATLAB/Simulink软件中建立相应的仿真模型.采用某型汽车设计轴距和轮距进行仿真,得到以不同速度在不同横向坡度道路上转向行驶时的横摆角速度、侧向加速度和质心侧偏角.根据该型汽车的转向特性和侧翻阈值评价其在高速公路...     

自动驾驶4WS车辆路径跟踪最优控制算法仿真

针对自动驾驶车辆高速主动转向工况下传统的控制算法的控制效果容易出现较多的超调量和较长调节时间的问题,提出了基于车辆动力学模型的轨迹预测跟踪主动转向控制算法,并基于轮胎侧偏刚度非线性的特性设计了权系数线性最优二次型(LQR)后轮转角控制算法,通过联合仿真对控制算法效果进行了验证。仿真结果表明:自动驾驶四轮转向车辆在低、高速工况下进行自主换道行驶时,算法控制效果满足汽车操纵稳定性要求,且权系数LQR后轮转向算法比定侧偏刚度的LQR线性控制算法有更优越的操控性能。     

ADAMS／Car在汽车操纵稳定性仿真中的应用

在研究汽车动力学特性中,针对车辆响和操纵稳定性,利用ADAMS/Car软件建立了某轿车的操纵动力学多体仿真模型,考虑前后悬架系统、转向系统、轮胎、衬套和载重等的影响,较为真实地仿真了汽车在方向盘转角阶跃输入条件下的转向情况,为汽车的操纵稳定性分析奠定了基础,并较为详细地分析了汽车在转向盘转角的转向特性。通过对不同车速、不同载荷下的仿真研究,得出汽车在这些不同条件下的响应,研究汽车的转向特性与车速、载荷的关系。为以后汽车的操纵稳定性等此类问题的设计研究提供了参考依据。     

汽车操纵稳定性控制优化研究

在汽车操纵稳定性优化控制的研究中,为对车辆施加合适的制动力以实现车辆极限工况下的稳定,研究了汽车操纵稳定性的模糊PID控制方法.基本方法是直接将横摆角速度作为控制变量,在模糊控制的基础上加入传统的PID控制,在大偏差范围内采用模糊控制进行快速响应调整,在小偏差范围内采用常规PID控制.采用7自由度整车模型进行J-转向和换道操纵仿真,仿真结果显示模糊PID控制可以有效地提高汽车行驶时的稳定性.证明设计的控制策略能较好的满足系统的控制要求,并为汽车操纵稳定性控制研究提供有益的参考.     

汽车操纵稳定性的自适应控制策略研究

针对汽车系统的非线性和参数不确定性,设计了一种“前馈+反馈”自适应神经模糊控制器,通过ESP和AFS的协调控制来提高汽车操纵稳定性.ESP反馈控制器采用模糊控制策略,以横摆角速度和质心侧偏角为控制目标;AFS前馈控制器采用径向基神经网络控制,以反馈控制器的输出作为误差进行学习,从而实现自适应控制.仿真结果表明,上述控制策略是可行和有效的,能显著改善汽车在高速或湿滑路面上的操纵稳定性.     

横摆力矩和主动前轮转向结合的车辆横向稳定性模糊控制仿真

提出一种基于横摆力矩和主动前轮转向相结合的车辆横向稳定性控制方法,以横摆角速度和侧偏角为控制目标,利用前馈补偿和模糊控制产生横摆力矩和附加的前轮转角,通过控制制动力的分配以及对转向角的修正,使车辆转向行驶时的横摆角速度和侧偏角很好地跟踪参考模型.对转向轮阶跃输入和正弦输入两种工况分别进行了仿真研究,采用横摆力矩和主动前轮转向相结合控制方法,车辆转向时的瞬态及稳态响应优于单独的横摆力矩控制,表明该方法能有效地控制车辆横摆角速度和侧偏角,提高车辆转向时的横向稳定性,同时能有效地减轻驾驶员操纵负担.     

采用神经网络轮胎模型的汽车操纵稳定性仿真

运用人工神经网络理论中的多层前向ＢＰ网络,建立轮胎侧偏特性模型,进而将人工神经网络轮胎代人车模型中进行操纵稳定性仿真研究。     

新型主动转向系统的控制及仿真研究

主动前轮转向系统存在着系统参数变化、路面干扰等不确定性因素;针对这一问题,文章在深入研究新型主动转向工作原理的基础上,设计了新的数字控制器,并进行了控制仿真和实验;实验结果表明:所设计的数字控制器能获得较好的抗于扰性和转向轻便性,同时提高了转向系统的稳定性.