轮胎激励对汽车中心区操纵性能的影响分析

为研究轮胎激励对于汽车中心区操纵性能的影响,搭建了考虑轮胎激励因素的转向系统模型,并嵌入到了Carsim整车模型当中。通过比对仿真结果和试验数据,验证了模型的有效性。对该模型转向系统特性参数进行灵敏度分析,得出了各参数在轮胎激励影响下对中心转向区性能的影响程度。因此在对转向系统进行设计开发时应着重考虑助力特性的选取以及干摩擦的降低,同时切勿忽略转向传动比和转向刚度的重要性,以尽可能抑制轮胎激励对汽车中心区操纵性能的影响。     

汽车电动助力转向系统的自适应LQG控制

在对汽车电动助力转向系统(EPS)结构形式和性能进行分析的基础上,建立起3自由度的汽车动力学模型。 为克服实际EPS系统中存在的动态行为不确定性,采用自适应LQG控制策略。通过对模型参数的在线辩识,实现 系统的自适应LQG控制。在多种汽车行驶工况下,进行自适应LQG控制和LQG控制的仿真计算。仿真结果表明, 应用自适应LQG控制比LQG控制的EPS有更好的鲁棒性,且能有效改善EPS的助力特性及汽车的转向特性。为 验证仿真结果,还进行装有EPS系统的实车试验。试验结果充分证明了所提方法是正确和有效的,EPS系统可很 好改善汽车操纵性能。     

主动悬架和电动助力转向系统机械与控制参数集成优化

在建立汽车悬架和转向动力学模型的基础上,设计主动悬架和电动助力转向的集成控制系统。针对传统先设计结构参数后设计控制器易造成系统失去全局最优性能的特点,提出一种基于模拟退火的结构和控制器集成优化设计方法,将主动悬架和电动助力转向系统的主要机械结构参数和控制器的部分参数作为设计变量,以汽车的综合动力学指标为目标函数,进行同时优化。仿真计算和试验结果表明此方法与传统设计方法相比,对提高汽车操纵稳定性、行驶平顺性、操纵轻便性和安全性等综合性能具有较好的效果。     

汽车转向回正性能仿真分析

回正能力是汽车操纵稳定性的一个重要方面。建立了转向系统二自由度动力学模型与整车转向二自由度动力学模型,用MATALAB／Simulink对转向回正过程中的横摆角速度进行了动力学仿真计算。对影响回正性能的主要因素进行了详细分析。回正性能试验的实质是转向盘力阶跃输入下汽车的响应,它和转向盘角阶跃输入相似,可以用来研究汽车的操纵稳定性。汽车车速、转向系统扭转刚度和主销后倾角对回正性能的影响较大,而转向系统的粘性摩擦系数对回正性能的影响相对较小。     

汽车可变转向比电动助力转向系统原理与仿真

分析了汽车可变转向比电动助力转向系统工作原理及其对汽车中心操纵性能的影响。首先对差动轮系转向机构进行了静力学和运动学分析，然后建立了简化的动力学仿真模型。仿真的结果表明，基于差动轮系机构的电动助力转向系统能提高汽车中心操纵性能。     

循环球式液压助力转向系统建模仿真及试验验证

为研究循环球式液压动力转向器对汽车转向性能的影响,采用多领域统一建模语言Modelica,在仿真软件Dymola环境下建立了转向器的机械子系统模型和液压子系统模型,并将所建模型纳入已有的该车转向系统机械模型,构造了完整的液压助力转向系统模型.在仿真和实车环境下分别进行了原地有助力转向和转向轻便性两个试验,试验结果表明所建的转向器模型正确,能准确反映实车的转向性能,为转向器的优化提供理论依据.     

基于随机次优控制的汽车电动助力转向与主动悬架集成控制

将汽车电动助力转向系统(EPS)模型、转向模型和主动悬架系统(ASS)模型相结合，建立了整车系统的动力学模型。设计了输出反馈随机次优控制策略，实现了汽车EPS和ASS的集成控制。在Matlab／Simulink环境下进行了仿真计算，仿真结果表明，采用所提出的集成控制策略，不仅能有效改善EPS的轻便性，而且使得ASS具有很好衰减路面振动、抗侧倾和抗俯仰的能力，从而显著提高了汽车操纵稳定性、安全性和平顺性等综合性能。     

车辆转向系统动力学模型的车载辨识算法

汽车转向系统是一个缓慢变化的非线性系统 ,在一个较短的时间间隔内 ,可以用一个参数时变的二阶线性系统对其动力学特性进行描述。根据这一特点 ,在最小二乘原理的基础上建立了一个转向系统的车载辨识算法 ,对当前工况下转向系统的动力学特性进行辨识计算。仿真计算表明 ,该算法具有较高的辨识精度 ,可以应用于汽车转向系统离线仿真和实时控制。     

基于改进H∞算法的线控转向系统仿真研究

针对汽车线控转向系统的鲁棒性问题,对汽车线控转向的原理和结构方面进行了研究;对汽车线控转向的动力学模型进行了建立以及简化;对汽车线控转向控制系统进行了分析与设计.以H∞运算为基础,利用反求法,避开了加权函数的选择,通过观察H∞运算中S/T奇异值曲线,运用符合线控转向鲁棒性能要求的预期S/T曲线逆转了该闭环系统,构建出了闭环传递函数,提出了一种基于改进H∞算法的线控转向系统.通过对线控转向系统的时间域和频率域的分析,以及线控转向系统模型干涉和参数扰动下的仿真结果分析,验证了改进H∞算法的控制策略的准确性.研究结果表明,基于改进H∞算法的线控转向系统在保证了鲁棒稳定性的前提下,具有更好的响应性能;并且改进的控制器比传统的控制器具有更好的鲁棒性.     

双前桥转向系统建模与动态仿真分析

简述了多轴转向汽车的转向原理,利用多体动力学软件ADAMS建立了某重型汽车双前桥转向系统动力学模型,并根据设计参数对其进行了仿真分析,得出转向性能评价结论.     

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。     

电液耦合转向系统应急转向控制方法研究

针对重载商用车应急转向难题,提出一种采用新型电动化的商用车电液耦合转向系统(Integratedelectric-hydraulic steeringsystem,IEHS)实现应急转向的新方法,针对电液耦合转向系统应急转向切换控制平顺性和时效性关键问题,研究一种基于混杂理论的电液耦合转向系统应急转向控制方法,以满足最新应急转向法规对重载商用车转向系统的新强制要求。其中,上层根据混杂切换逻辑进行正常转向与应急转向模式的切换控制,下层采用模糊PID控制对目标电流的精准跟随。在MATLAB/Simulink环境下进行正常转向和应急转向之间切换控制的仿真验证,同时在硬件在环试验台架上进行对应急转向功能的试验验证。仿真和试验结果表明,所提出的应急转向控制方法能够在电液耦合转向系统液压部分失效的情况下较好地实现应急转向功能,并保证混杂切换的时效性和平顺性,满足应急转向法规的要求。     

基于AEMSim的汽车液压限位卸载转向系统的设计及仿真

该文在分析常用转向系统的结构原理和技术特性的基础上,设计了一种转向极限状态卸荷的液压系统,诣在解决常用液压转向系统机械杆系受力变形、轮胎磨损、液压元件烧坏等不利问题,提高转向系统的操纵稳定性和安全性。基于多学科领域复杂系统建模仿真平台AMESim软件建立汽车液压转向系统的仿真模型。仿真结果表明:系统可解决一些常用转向系统的机械杆系受力变形等问题,有效提高了转向系统的安全性和汽车操纵稳定性,具有一定的经济系效益和安全效益。     

考虑迟滞行为的重型车辆轮胎原地转向阻力矩研究

重型车辆原地转向阻力矩是影响其转向系统设计与控制性能的关键参数之一,精确可靠的阻力矩模型对提升转向驱动系统的设计水平、稳定性与控制能力有重要作用。为建立可精确复现实际转向工况的阻力矩模型,将轮胎转向时胎面单元变形产生的弹性迟滞摩擦力与Maxwell迟滞模型结合,提出考虑轮胎迟滞行为的原地转向阻力矩模型,可对轮胎任意换向下的阻力矩进行有效预测。基于重型车辆单轴转向系统测试台,试验探究转向频率、转向角幅值和垂直载荷对阻力矩的影响规律;基于典型迟滞行为设计系统转向角输入,明确原地转向阻力矩模型对擦除特性、多值特性、同余特性和返回点记忆性的复现能力与其实际迟滞行为。试验结果表明,该模型可以复现擦除特性、同余特性和多值特性的典型迟滞行为,这与标准迟滞系统一致,具有普遍性,但重型车辆转向阻力矩在返回点记忆特性上存在特殊性,即仅在轮胎回转角大于蓄力角度时才表现出良好的返回点记忆特性。综上可为重型车辆原地转向阻力矩研究提供有价值的模型参考。     

多轴车辆第三轴电控液压转向系统及其PID控制

为了改善多轴车辆后轴轮胎的磨损,设计了一种第三轴电控液压转向系统。重点研究了该系统的液压执行机构和对中自锁油缸的工作原理,拟合出了符合阿克曼转角定理的第三轴预期转角,建立了电控液压转向系统的模型,设计了分数阶PID控制器并提出了该分数阶PID控制器参数的选取方法,最后进行了仿真分析、台架试验、实车试验。拟合结果表明,第三轴预期转角在车速为10m/s和20m/s时,期望值和实际值的残差平方都在0.16以内,拟合度都在0.985以上。仿真分析结果表明,分数阶PID控制系统比整数PID控制系统具有更小的超调量和更短的调节时间。台架试验结果表明,第三轴预期转角在车速为10m/s和20m/s时,期望值和实际值的误差都在±0.3°以内。由实车试验可以定性看出,安装该第三轴电控液压转向系统比不安装该系统在空载和满载时轮胎磨损情况都有所改善。     

电动助力转向系统性能优化及参数研究

为研究电动助力转向(EPS)系统的转向特性,首先对转向柱式EPS系统进行了详细的建模。结合一个考虑悬架影响的整车动力学模型,提出了汽车转向性能的指标如转向灵敏度、稳定性和转向路感,并推导出其具体表达式。通过构造和分析转向路感优化模型,研究分析了EPS系统及整车参数对转向性能的影响。最后通过绝对灵敏度的方法,从系统稳定性角度对参数影响进行了分析。     

考虑正逆动力学问题的电动助力转向控制研究

在给出了转向系统正逆动力学定义的基础上,设计了基于模糊神经网络的PD控制器,建立了转向系统的多体动力学模型和整车的转向模型,进行了汽车转向动力学的仿真研究:设计并研制了电动助力转向系统的试验台,进行了相关的试验研究。仿真和试验的结果都表明:建立的动力学模型是合理的,提出的控制策略能提高汽车的转向轻便性和灵敏性。     

基于降阶观测器的四轮转向车辆随动操纵瞬态稳定性分析

对复杂的四轮转向车辆控制系统数学模型进行分析，考虑在实际车辆中质心侧偏角等量难以直接测量，提出一种基于降阶观测器的四轮转向车辆随动操纵最优控制策略，以车辆转向时的质心侧偏角和横摆角速度等为被控制量，应用最优控制理论设计反馈控制系统进行高速行驶下的瞬态操纵动态仿真，结果表明，基于降阶观测器的系统状态向量能很好地跟踪驾驶员发出的操纵指令，车辆瞬态操纵稳定性和安全性得到有效提高。     

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FMI标准的传动系统模型在环虚拟车辆仿真研究

针对虚拟车辆传动系统模型在环台架仿真问题,在Simulink环境中搭建了整车仿真模型,该模型由SimulationX双离合变速箱和差速器模块与d SPACE ASM发动机及车辆动力学模块共同组成,各模块都根据实车数据进行了参数化。对DCT离合器控制和挡位切换逻辑策略进行了研究,提出了一种基于FMI标准的协同仿真方法,并讨论了协同仿真模型各模块的步长设置。对比了模拟NEDC驾驶循环测试结果与实车转鼓试验台上测得的数据。研究结果表明:在早期系统验证阶段使用模型在环仿真具有较高的实用价值,可以提早发现系统问题并修改需求;该工作可为接下来的硬件在环测试提供了参考基础。