基于二自由度车辆模型的前照灯转向控制仿真分析

研究在不同转向车速下的汽车前照灯转角优化问题,首先在车辆二自由度模型的基础上建立了前照灯转向模型,应用线性二次优化理论对前照灯转角进行优化;其次在MATLAB/Simulink中对模型进行了仿真分析;最后根据所得的结果利用Proteus软件进行AFS的硬件设计与仿真。通过Proteus的仿真结果表明,所设计的电路合理,前照灯转动的角度与预期的一致,证明了所建立的车辆模型和转向灯模型是正确的。     

汽车AFS头灯随动转向规律研究

车辆夜间转弯时的转角特性是汽车随动转向前照灯系统(AFS)的关键特性之一。介绍了AFS系统的基本原理,分析了当前国内外对汽车AFS头灯随动转向规律的研究成果。在此基础上提出了两种新的转角特性曲线模型,同时建立了评价该特性曲线性能的数学模型,并结合具体车型对前照灯的随动转向效果在matlab软件中进行了分析验证,得到了分析计算结果。该结果数据说明设计的转角特性所确定的头灯转角是合适的,也进一步证明了曲线型转角特性的性能优于直线型转角特性。     

基于改进遗传算法的车辆转向机构优化与误差仿真

针对车辆在高速行驶过程中的转向机构运动轨迹存在误差较大问题,采用改进遗传算法对车辆转向机构进行优化.创建车辆转向机构简图模型,建立内前轮转角的几何关系式.构造优化目标函数,采用改进遗传算法对车辆转向机构约束参数进行优化.将优化后的参数输入到Matlab软件中进行内前轮转角误差仿真,并且与优化前仿真结果进行比较和分析.仿真结果显示,车辆在高速行驶过程中,优化前的车辆内前轮转角最大误差为0.45°,而优化后的车辆内前轮转角最大误差为0.31°,相对误差降低了31.1%.采用改进遗传算法优化车辆转向机构,可以提高车辆内前轮转角精度,从而提高车辆在高速转向时的安全性.     

污水罐在线清洗车转向系统设计与研究

设计了一种污水罐在线清洗车,重点对新型污水罐在线清洗车转向系统进行优化设计。根据Ackerman转向原理,将清洗车转向系统的实际转角关系无限趋近于理论转角关系作为优化目标,运用最小二乘法对转向梯形机构进行优化,得到了整体最优解,以此作为转向系统梯形机构的初始参数,依据现场工况对转向系统重要零部件进行设计计算,建立各主要零部件的几何模型,并进行运动仿真。内外侧车轮转角曲线与理论曲线较为接近。车轮的极限转角远远大于普通车辆的极限转角,从而能够满足清洗车转向系统较高的机动性的设计要求。     

四轮独立驱动EV自校正转向控制研究

针对四轮独立驱动电动汽车转向控制效果与所搭建车辆动力学模型参数紧密相关的问题,提出一种车辆动力学模型参数自校正转向控制系统设计方法。采用递推最小二乘法对车辆动力学模型关键参数进行实时辨识,有效地解决了车辆动力模型参数时变及非线性扰动影响的问题。设计加权最小方差自校正车辆转向控制器,实现对车辆转向横摆稳定性进行实时优化的目标。通过建立加权最小方差控制目标函数,计算出优化横向稳定性所需附加横摆力矩,并实时修正车辆四轮独立驱动转矩,有效提升了四轮独立驱动电动汽车转向工况操纵稳定性。搭建CarSim与Matlab/Simulink联合仿真平台,对所设计自校正四轮转向控制系统进行仿真分析验证。仿真结果表明,该加权最小方差自校正转向控制器能有效提升四轮独立驱动电动汽车的行驶稳定性。     

工程车辆双横臂式独立悬架断开式转向桥优化设计

以某型超宽、超重型工程车辆为研究对象,应用ADAMS仿真软件,建立了该工程车辆前悬架及转向系统虚拟样机模型,以轮胎上下跳极限位时的主销转角为优化目标,对转向桥断开点进行DOE分析。通过计算实例,使转向车轮实际转角接近理论转角,转向梯形机构有较大的传动角,给出了求解双横臂式独立悬架转向梯形断开点以及转向梯形的设计、计算方法。     

四轮转向车辆后轮转角模糊控制器的研究

为了增强车辆转向时的操纵稳定性,建立了包含侧向运动、横摆运动、侧倾运动三个自由度的四轮转向车辆三自由度动力学模型。以前轮转角和车速作为输入,利用模糊控制理论,建立了决策后轮转角大小的模糊控制器。最后运用Matlab/Simulink软件,进行前轮角阶跃试验,并与基于比例控制、反馈控制的四轮转向车辆进行对比仿真。仿真分析结果表明:所建立的四轮转向车辆后轮转角模糊控制器能够有效地缩短车辆到达稳定状态的时间,并能有效地减小质心侧偏角、横摆角速度以及侧倾角的稳态值,从而有效地提高了车辆中高速转向时的操纵稳定性。     

基于轮胎侧偏特性的汽车自适应前照灯转角修正方法及跟随效果研究

由于汽车前照灯转角和汽车的运动状态有关,而汽车的运动状态又受轮胎侧偏特性的影响,因此本文利用前后轮侧偏角的绝对值之差来修正前照灯理论转角;然后,在Simulink中建立步进电机仿真模型,在ADAMS中建立前照灯减速机构虚拟样机模型,再通过两者组合成前照灯转角开环控制系统.把前照灯理论转角输给该开环控制系统,通过MATLAB/Simulink和ADAMS的之间的软件通信接口,实现了2个软件的联合仿真,得出了前照灯的实际输出转角对需求理论转角的跟随曲线.     

自适应神经模糊推理的四轮转向车辆转向控制研究

模糊规则的建立和隶属度函数的确定是设计模糊系统的难题。基于神经网络和模糊逻辑的自适应神经模糊推理系统,能够从仿真数据中自动提取出If-Then规则。并在Matlab/Simulink软件中,建立包含侧向运动、横摆运动、侧倾运动三个自由度的四轮转向车辆三自由度动力学模型。将得到的If-Then规则读取到模糊控制器中和三自由度车辆模型进行联合仿真。其中模糊控制器以方向盘转角、方向盘转角速度和车速作为输入,后轮转角作为输出。最后与前轮转向的车辆进行转向盘角阶跃仿真对比。仿真分析结果表明:基于自适应神经模糊推理系统建立的后轮转角模糊控制器能够实现理想的质心侧偏角和车辆横摆角速度响应,提高了车辆的操纵稳定性。     

基于物理规划与遗传算法转向系统优化设计

转向系统直接影响汽车的操纵稳定性、运行的安全性和车轮的使用寿命,针对工程车辆转向系统进行多目标优化建模分析。以满载低速转向时转角偏差、空载高速转向时转角偏差、满载与空载的车轮跳动时轮胎滑移量及车轮摆角摆动误差为目标,建立转向系统多目标函数;应用物理规划法对所建立数学模型各优化目标进行偏好等级函数构造,确定其满意度区间,从而建立转向系统的物理规划优化设计模型;通过对遗传算法适应度函数施加约束惩罚,用其求解规划模型,从而获得转向系统满意的优化解集合。应用Trucksim对优化分析结果进行对比,获得车辆转向系统优化的最优解。     

基于刚柔耦合模型的工程车辆转向机构设计研究

应用多体系统动力学方法对SGA3550矿用汽车转向机构进行设计研究。首先,应用有限元软件建立转向横拉杆的柔性体模型,并得到其固有模态和振型;其次,结合ADAMS软件建立车辆的刚柔耦合模型;最后,对比分析多刚体模型和刚柔耦合模型的动力学特征,包括转向过程中的车轮转角、直线行驶时的轮距和车轮反向跳动过程中的车轮摆角。结果表明,刚柔耦合模型更为准确地反映了车辆的动力学特征,为转向机构设计提供了更为准确的依据。     

基于多刚体动力学的主动转向系统建模与仿真

首先对前轮主动转向系统结构形式进行分析和简化,确定了双行星齿轮机构的拓扑关系;其次,基于多体动力学仿真软件ADAMS完成了主动转向系统建模和运动学仿真,并建立带主动转向子系统的整车模型;接着,讨论了转向系变传动比控制原理,研究了传动比随车速和转角变化的关系;最后,对传统转向汽车和实施主动转向汽车的操纵稳定性进行了对比分析。结果表明,主动转向系统可提高汽车的操纵稳定性。所建立的主动转向系统多刚体模型为深入研究主动转向控制提供了依据。     

ACTIVE FRONT STEERING DURING BRAKING PROCESS

An active front steering （AFS） intervention control during braking for vehicle stability is presented. Based on the investigation of AFS mechanism, a simplified model of steering system is established and integrated with vehicle model. Then the AFS control on vehicle handling dynamics during braking is designed. Due to the difficulties associated with the sideslip angle measurement of vehicle, a state observer is designed to provide real time estimation. Thereafter, the controller with the feedback of both sideslip and yaw angle is implemented. To evaluate the system control, the proposed AFS controlled vehicle has been tested in the Hardware-in-the-loop-simulation （HILS） system and compared with that of conventional vehicle. Results show that AFS can improve vehicle lateral stability effectively without reducing the braking performance.     

基于控制分配的主动前轮独立转向车辆转角分配算法

针对新近提出的主动前轮独立转向(AIFS)系统基于规则的转角分配方法自适应性差、无法实现最优分配的问题,提出了一种基于控制分配的转角分配算法。指出了传统主动前轮转向(AFS)存在的问题,阐述了主动前轮独立转向系统的结构和工作原理;在MATLAB/Simulink中建立了整车四自由度数学模型,设计了AIFS滑模控制器和转角分配模块;通过阶跃转向工况对所提出的转角分配算法进行了仿真验证。结果表明：该分配算法可以使AIFS自适应内外轮载荷转移变化,自动调整内外轮转角大小,较AFS可以更好地跟踪理想横摆角速度和理想运动轨迹,实现了“能力越大的轮胎贡献越大”的控制目标,提高了车辆极限转弯时的侧向稳定性。       

基于车轮侧偏角的汽车自适应前照灯的转角修整方法

结合汽车的动力学特性,提出了利用前后车轮侧偏角之差来改善AFS转角计算精度的方法,建立了AFS转角修整模型,在此基础上,运用整车动力学仿真软件TESIS／veDYNA软件对该方法进行了仿真分析。仿真结果表明,该法对研究车型的AFS转角的修整率为17．21％～29．47％。     

基于主动前轮独立转向系统的车辆稳定性控制研究

针对传统主动前轮转向（AFS）系统存在的问题,阐述了新近被提出的主动前轮独立转向（AIFS）系统结构和工作原理,建立了AIFS系统多体动力学模型,研究了AIFS系统的安装对悬架性能的影响;在MATLAB/Simulink中建立了14自由度整车数学模型,设计了AIFS滑模控制器及附加转角分配模块,在阶跃、正弦等转向工况下,仿真计算了大侧向加速度工况下AIFS的控制效果。结果表明：AIFS系统的安装增加了外侧车轮滑磨;高速转弯时,AIFS系统较AFS系统可以更好地跟踪理想横摆角速度和理想运动轨迹,产生更大的转弯通过加速度,保证内外侧轮胎均在侧向力饱和之前区域工作,使左右轮胎工作负荷趋于相等,实现了“能力越大的轮胎贡献越大”的控制目标,提高了车辆极限转弯时的侧向稳定性。     

基于MATLAB铰接式车辆原地转向特性的研究

基于铰接式车辆原地转向特性,建立了铰接式车辆原地转向运动学模型,同时建立了装载机原地转向力学模型,分别对单桥驱动、双桥驱动和转向力学模型阻力矩进行了计算,得到了前、后桥轮荷。运用MATLAB软件对满载原地转向阻力矩和轮荷进行了计算和仿真,为铰接车辆转向系统设计和校验提供了依据。     

基于模糊逻辑的AFS／DYC集成控制策略研究

文中所研究的汽车动态控制系统是基于模糊逻辑控制的主动前轮转向（AFS）和直接横摆力矩控制（DYC）的集成。控制系统采用分层控制。上层使用模糊逻辑控制器（横摆角速度控制器）,输入为横摆角速度偏差及其变化率,其输出为直接横摆力矩控制信号和前轮修正转向角;下层（模糊集成控制器）设计了基于轮胎侧向力工作区的模糊逻辑控制器,通过调整前轮侧向力的方向,激活切换函数来调节模糊逻辑控制器的比例因子。仿真结果表明,使用非线性七自由度车辆模型,与单独的AFS或DYC控制器相比较,使用集成AFS／DYC控制系统,汽车操纵稳定性得到了很大的改善。