基于ADAMS和MATLAB协同仿真的四轮转向模糊控制策略研究

利用MATLAB/Simulink模糊控制工具箱,提出了建立四轮转向控制系统的模糊控制策略。以质心侧偏角及车身横摆角速度作为模糊控制规则的输入,并依此确定后轮转角的输入,建立模糊控制器。利用多体动力学分析软件ADAMS建立四轮转向汽车的整车多体、多自由度模型,并考虑了悬架、转向系统中空间机构的几何非线性,以及轮胎、衬套、弹簧、减震器等部件的非线性。该模型能准确地表达车辆的动态特性,并对所建立的四轮转向整车模型进行智能控制。利用ADAMS/Control接口,进行了模型的集成和协同仿真。仿真结果表明,模糊控制能较大地改善车辆的操控特性,并具有较强的鲁棒性。     

基于Matlab/Simulink的四轮转向汽车操纵稳定性分析

为了分析四轮转向对汽车操纵稳定性的影响,将汽车简化为二自由度模型。采用基于前轮转角前馈控制和基于车辆状态反馈和前轮前馈的最优控制两种控制策略,对四轮转向汽车控制系统进行研究,并分别推导了系统状态方程。基于Matlab/Sim ulink建立了两种控制策略下的4W S二自由度模型,对四轮转向汽车的操纵稳定性进行仿真,并将仿真结果与前轮转向汽车做比较。仿真结果表明:两种控制策略均使得车辆质心侧偏角接近于零,车辆与行驶方向一致,增强了防侧滑能力;与前馈控制相比,最优控制下的车辆横摆角速度与前轮转向基本一致,且超调量减小,降低了驾驶的疲劳性。     

四轮独立转向/独立电驱动汽车四轮转向与横摆力矩集成控制研究

四轮独立转向/独立电驱动汽车具有四轮转角、四轮驱动力矩独立可控的优势,易于实现整车集成控制,针对其驱动转向集成控制问题,论文研究了四轮转向与横摆力矩的集成控制方法。采用比例四轮转向控制方法,建立二自由度参考模型,应用最优控制理论设计了四轮转向与横摆力矩集成控制器,通过对后轮附加转角控制和驱动力矩合理分配提高汽车操纵稳定性。应用CarSim与Matlab/Simulink搭建了整车模型、编写了控制程序,选取紧急避障双移线工况进行了仿真试验验证。试验结果表明研究的四轮独立转向/独立电驱动汽车集成控制方法能够保证汽车在紧急转向工况下具有良好的操纵稳定性。     

汽车主动四轮转向系统的解耦自适应控制研究

首先针对二自由度四轮转向汽车的耦合性质,对其进行了状态反馈解耦,然后应用基于李雅普诺夫稳定性原理的模型参考自适应方法设计了主动四轮转向控制系统。仿真结果表明,基于解耦自适应控制的主动四轮转向汽车能够很好的跟随参考模型的响应,具有良好的瞬态和稳态转向特性。     

汽车四轮转向与两轮转向的瞬态响应比较

建立四轮转向汽车的运动模型,分析比较汽车四轮转向与两轮转向的瞬态响应,并进行计算机模拟。结果表明四轮转向汽车的操纵稳定性优于两轮转向汽车。     

四轮转向汽车的动力学控制现状及展望

综述四轮转向汽车的控制策略及其特点,讨论各种控制理论和控制方法在四轮转向汽车动力学控制中的应用。四轮转向系统能够有效地改善汽车的侧向动力学特性,提高汽车的主动性。认为将四轮转向系统珉春他主动底盘控制系统有机地结合起来,发挥各自优点,是四轮转向汽车的发展方向。     

两轮转向改装成四轮转向汽车的动力学分析

对传统的两轮转向汽车进行改装,使其后轮也具有转向功能。文中建立了三自由度的改装四轮转向汽车的动力学模型,选择了线性的轮胎模型对轮胎力进行了分析。根据汽车抗侧翻和抗侧滑的临界条件,得出转弯半径的限制范围。结合阿克曼定理分析了低速、高速两种不同工况下的控制策略,设计了两后轮各自的控制转角,使改装好的汽车实现四轮转向,为后续控制系统提供了理论依据和控制模型。     

四轮转向汽车的模型跟踪变结构控制

基于预瞄驾驶员模型，针对确定性汽车模型，探讨了四轮转向汽车在一类复杂路面上行驶过程中后轮的最优转向控制规律及整车转向特性。该汽车模型重点考虑了整车的侧向、横摆及侧倾运动。将实际汽车的前后轮胎侧偏刚度及外界干扰视为有界的不确定性参数，采用模型跟踪变结构控制方法，使得不确定的实际汽车模型能够很好地跟踪确定性的最优理论模型。仿真结果表明该方法是可行的，控制系统能够有效地克服参数摄动及外界干扰对系统稳定性的影响。     

多轴转向系统的运动学仿真及优化设计

以10×6型汽车起重机转向系统为研究对象,根据汽车转向理论阿克曼定理建立了多轴转向系统的数学模型及运动学模型,运用ADAMS对模型进行运动学仿真及转向性能分析。在分析了轴间内轮转角误差及各轴内外轮转角误差的基础上,选取转向机构上的几个硬点坐标为设计变量,分别以轴间内轮转向角累计误差和各轴内外轮转向角累积误差最小为优化目标,运用ADAMS对转向机构的Ⅱ轴、Ⅴ轴进行轴间内轮转角和Ⅰ轴内外轮转角进行了优化设计,最后对优化后的模型进行试验验证。     

矩阵摄动法在四轮转向汽车运动稳定性分析中的应用

在驾驶员 四轮转向汽车闭环操纵系统动力学模型的基础上 ,应用非对称特征值问题的矩阵摄动理论 ,给出驾驶员 四轮转向汽车闭环操纵系统运动稳定性对汽车结构参数和四轮转向系统控制参数的灵敏度和多个参数同时变化时的摄动量 ,并与前轮转向汽车的结果进行了比较。仿真结果表明 ,本文方法可以为汽车操纵稳定性的优化设计提供理论基础     

基于状态反馈的四轮转向汽车最优控制研究

针对四轮转向汽车传统模糊PID控制算法控制效果及稳定性差等缺点,在四轮转向二自由度模型基础上考虑车身的侧倾及轮胎的非线性特性,建立三自由度非线性模型.在此基础上,利用最优控制理论设计了基于车辆状态反馈的最优控制器,并在阶跃、脉冲和蛇形等典型试验工况下,与传统的前轮转向汽车和模糊PID控制下的四轮转向汽车进行操纵稳定性仿...     

ADAMS/Matlab环境下车辆悬架联合仿真分析

针对ADAMS/View环境下某车辆1/4整车动力学模型,通过ADAMS/Control模块建立了ADAMS与Matlab软件之间的通信连接,在Matlab/Simulink环境下建立最优联合控制系统,运用ADAMS和Matlab/Simulink软件(即ADAMS/Matlab)进行联合仿真,并与在Matlab单一环境下运行的仿真模型进行对比分析。结果发现:两种分析方法都能使车辆悬架簧上总质量质心加速度均方根值和控制能量降低,而ADAMS/Matlab软件联合仿真控制下的悬架簧上总质量质心加速度和控制能量下降幅度更大。     

四轮转向汽车运动稳定性分析

研究了四轮转向汽车的运动稳定性，从系统与控制理论角度定量地揭示了四轮转向汽车运动稳定性的内在规律性，与前轮转向汽车进行了比较。数值结果得出一些有益结论，即四轮转向汽车也应具有适度的不足转向特性才能保证稳定性比较好，而且后轮转角的控制对汽车的运动稳定性是至关重要的。后轮转角的变化范围可以利用驾驶员--四轮转向汽车闭环系统的运动稳定性分析方法初步确定。     

四轮转向汽车的转向特性及控制技术

本文分析比较了四轮转向汽车的转向特点 ,概述了电控四轮转向汽车的结构原理 ,介绍了四轮转向系统的控制策略 ,指出了四轮转向系统控制技术所面临的困难 ,并展望其发展趋势。     

分数阶PID控制的四轮转向系统研究

为了提高四轮转向汽车的操纵稳定性,提出了一种基于分数阶PID横摆角控制策略。通过控制汽车实际横摆角速度与理想横摆角速度差值,优化汽车操作稳定性相关评价指标。分析了汽车四轮转向系统的动力学特性,利用MATLAB/Simulink建立了基于分数阶PID横摆角控制系统。通过对该系统进行数值仿真,获得了汽车操作稳定性各评价指标的响应曲线,将其与其他控制策略下的相应曲线及前轮转向系统的相应曲线进行对比,结果表明:采用分数阶PID横摆角控制策略,四轮转向汽车的质心侧偏角基本为零,横摆角速度与前轮转向汽车的横摆角速度基本一致,其操纵稳定性得到了提高。     

基于ADAMS/Car整车操纵稳定性仿真分析

以ADAMS仿真软件为平台,建立国内某A级车型整车模型,依据GB/T6323.94《汽车操纵稳定性试验方法》,在ADAMS/Car中对建立的整车虚拟样机模型进行了稳态回转试验、转向盘转角阶跃输入试验、转向回正性试验三项操纵稳定性仿真试验。根据QC/T480-1999《汽车操纵稳定性指标限值与评价方法》对仿真试验结果进行了计分评价。最后,将仿真结果与实车路试结果进行了比较,验证虚拟模型仿真试验在整车设计中的可行性。     

基于ADAMS和Matlab的ASS联合仿真

利用ADAMS软件建立起带有主动悬架系统(ASS)的整车多体动力学模型;在Matlab/Simulink中设计了PID控制的ASS,定义了与ADAMS/CAR环境下车辆模型的数据交换接口;将设计的控制系统在ADAMS/CAR和Matlab/Simulink环境下通过输入输出接口实现联合仿真。文中对各种工况下ASS系统及整车的动态特性进行了两种软件下的联合仿真研究,研究结果表明,所设计的主动悬架控制器在保证车辆操纵稳定性的同时,能显著地改善车辆的行驶平顺性。     

非线性轮胎侧向力对汽车转向稳定性的影响

为分析轮胎侧向力对汽车转向稳定性的影响,建立了非线性轮胎侧向力模型并通过四自由度整车动力学模型计算了不同车速下汽车质心侧偏角、车身侧倾角和前轮转角响应。基于ADAMS的虚拟试验和实车试验结果表明：汽车高速转向行驶时,非线性轮胎侧向力模型能更准确地反映出汽车运动状态的响应,各状态响应的平均绝对误差能控制在相应状态幅值的10%以内。研究结果对汽车稳定性控制系统的设计具有理论指导意义。     

4WS汽车虚拟模型的闭环控制动力学仿真

利用机械系统仿真软件ADAMS建立了一种新设计的四轮转向(4WS)汽车的整车虚拟模型;利用MATLAB/Simtdink建立了4WS汽车的控制策略;通过ADAMS与MATLAB／Simtdink交互式联合仿真,研究了闭环控制下4WS汽车的瞬态和稳态操纵动力学特性。另外,仿真比较了基于横摆角速度多状态最优控制方法下、不同底盘结构参数对车辆操纵稳定性的影响。     

新型电动轮转向系统AFS与DYC联合控制策略

提出一种实现主动转向和直接横摆力矩控制功能的新型电动轮转向系统。介绍了新型电动轮转向系统的系统结构和基本工作原理,并建立了新型电动轮转向系统与整车机电耦合的动力学模型。提出了主动转向(AFS)与直接横摆力矩控制(DYC)的联合控制策略,并基于LQR最优控制理论进行了控制器的设计。为验证所提出的AFS与DYC联合控制策略的有效性,进行了有侧向风作用的极限工况仿真试验。仿真结果表明,所提出的AFS与DYC联合控制策略是有效的,进一步提高了汽车在极限工况下行驶的侧向稳定性。