汽车高速紧急避障路径跟踪与主动防侧翻控制

为提高匹配机械弹性车轮汽车在高速紧急避障时的效率与安全性,在Simulink中建立了整车非线性八自由度模型,并基于车轮样机台架试验数据,利用Matlab遗传算法工具箱对机械弹性车轮模型参数进行分级辨识.综合考虑行驶车速、轨迹跟踪误差、方向盘转角以及侧翻评价指标,建立了八自由度驾驶员—汽车预瞄跟随闭环系统模型.分析了汽车在不同行驶车速时所需的方向盘角输入信息与侧翻状态响应,总结出汽车高速转向时的侧翻动态特性.为高速安全通过规划的避障路径,在转向控制驾驶员模型基础上建立了速度控制驾驶员模型,当侧翻评价指标超过安全阈值时利用制动踏板降低车速,当纵向车速小于期望安全车速时利用加速踏板提高车速.仿真分析表明建立的高速避障路径跟踪与控制策略能高效完成避障路径跟踪,同时能有效降低紧急避障时的侧翻风险.     

车辆虚拟试验场的路面建模方法研究

路面建模是车辆虚拟试验场研究的关键问题。为此提出了1种三维路面生成的通用方法,首先通过滤波白噪声法生成一定等级路面不平度序列,然后按照一定规则将所生成的大量不平度序列转化成ADAMS/Car识别的虚拟路面文件。该方法可用于生成各类虚拟试验场路面,为建立基于ADAMS/Car的虚拟试验场仿真路面提供了有效的方法和手段。     

悬架变动对水陆两栖车性能的影响

为了提高我国两栖车的航速,采用收起车轮的方法实现减阻提速。通过降低悬架系统,提高横臂摆动的范围来增大车轮收起的幅度,达到最大程度降低水对车轮的阻力的目的。利用AD-AMS对悬架和整车建模仿真,分析悬架降低前后性能。对比仿真结果可知:悬架系统降低后的两栖车抗侧倾和抗制动点头、加速抬头的能力下降,行驶平顺性有所提高。     

汽车方舱空调系统的仿真分析

为选择合适的汽车方舱空调系统和进出风模式,运用FLUENT软件,对升温、降温和考虑辐射3种工况进行仿真计算,得到相应的舱内速度和温度分布.升温时,经过300 s舱内平均温度从243 K升到290 K;降温时,经过300 s舱内平均温度从343 K降低到302 K;降温时考虑辐射,经过264 s舱内平均温度从343 K降低到302 K.对不同进、出风模式进行仿真计算,得到制冷(热)效果较好的进、出风模式.结果表明:选择左进左出模式有利于利用方舱上层空间;选择右进右出模式有利于利用方舱下层空间;复杂进风模式的通风效果比简易进风模式优越;前出风模式比下出风模式优越.上述结论为空调选择和进出风模式确定提供了参考依据.     

机械弹性车轮结构参数对牵引性能的影响

为解决充气轮胎在越野路面行驶的防破损问题,提高车辆通过性能,对机械弹性车轮的牵引性能进行了研究。通过对机械弹性车轮特殊承载方式进行分析,建立了考虑车轮滑转和地面切应力的驱动轮牵引性能预测模型,推导了车轮沉陷、土壤推力、挂钩牵引力等计算公式;对机械弹性车轮和普通充气轮胎的牵引性能进行了对比,结果表明与普通轮胎相比机械弹性车轮具有较好的通过性能;研究了机械弹性车轮刚度、半径和宽度对牵引性能的影响规律,为车轮结构设计及整车动力学优化提供了参考。     

两种输入控制模型下的汽车非线性运动稳定性分析

在汽车转向运动力矩输入控制模型和转角输入控制模型基础上,考虑了轮胎侧向力的非线性,研究了汽车在不同附着系数路面上的运动稳定性,定量地揭示和比较了汽车转向力矩输入控制模型与转角输入控制模型运动稳定性的内在规律性和相互关系,以及轮胎侧向力非线性对汽车运动稳定性的影响。实例表明,利用本文的运动稳定性分析方法,可以指导汽车辅助转向系统的优化设计,从而改善汽车的操纵稳定性能。     

汽车最速操纵问题的逆动力学研究

提出了一种汽车操纵逆动力学仿真研究方法。基于最优控制理论,以驾驶员对汽车施加的转角输入和驱动力/制动力为控制变量,以最短时间完成双移线过程为控制目标,通过改进的直接多重打靶方法将最优控制问题转化为非线性规划问题之后,运用序列二次规划方法求解。仿真结果表明,该方法能够解决汽车的最速操纵问题,可以比较不同汽车以最短时间完成双移线过程的操纵性能,且计算结果与ADAMS/Car虚拟样机试验结果具有良好的一致性。     

机械弹性车轮结构参数对承载特性的影响

为了提高机械弹性车轮的承载能力,对影响车轮承载特性的因素进行研究。基于车轮的多体结构及0轮分层结构,建立了机械弹性车轮非线性有限元模型,分析了0轮厚度和弹性环截面边长等结构参数对机械弹性车轮承载特性的影响,揭示了车轮结构参数的改变对承载特性影响的规律,为机械弹性车轮结构及整车动力学特性的优化设计提供依据。     

弹性车轮纵向力刷子模型分析

为研究弹性车轮结构特点与驱动性能关系,根据刷子模型,将弹性车轮的弹性梁看做连接在刚性轮毂上的一系列可以产生伸缩变形的弹性刷毛组成,这些刷毛能起到承受垂向载荷以及产生车轮纵向和侧向力的作用,然后对弹性车轮纵向力进行深入研究。在刚性路面,建立垂向和纵向力分布函数,根据地面接触情况积分求解纵向合力,并研究了弹性车轮弹性梁厚度与纵向合力的关系及弹性梁滑移率与纵向合力的关系。这为弹性车轮的优化设计提供一定的帮助。     

封面图片说明

<正>封面图片来自本期论文"匹配机械弹性车轮的汽车稳定性分析",是南京航空航天大学赵又群教授课题组制作完成的机械弹性安全车轮匹配整车的试验展示.该课题组提出了一种基于"0轮"、"悬毂"和"铰链组"组合的新型非充气防爆安全车轮.多组弹性环通过卡环固定后埋设入橡胶层及帘布层内,