基于汽車失穩(wěn)邊界分析的操縱穩(wěn)定性控制.pdf

1、車速轉(zhuǎn)向角以及加速度是引起汽車狀態(tài)變化的最直接的且駕駛員可以控制的輸入變量,而且目前汽車的電子穩(wěn)定性控制系統(tǒng)有相關(guān)的傳感器對汽車的轉(zhuǎn)向角、車速等行駛狀態(tài)進(jìn)行測量,故研究汽車的行駛輸入狀態(tài)對于汽車系統(tǒng)的穩(wěn)定影響,能夠?yàn)榉€(wěn)定性控制提供很好的控制依據(jù)。
　　本文首先從動力學(xué)上以及結(jié)構(gòu)上分析了底盤子系統(tǒng)間的耦合關(guān)系,并根據(jù)實(shí)際的汽車進(jìn)行簡化建立汽車物理模型。根據(jù)物理模型,確定其自由度,利用Newton-Euler定理建立系統(tǒng)的動力學(xué)模型。

2、另外為了動力學(xué)穩(wěn)定性分析以及操縱穩(wěn)定性控制的研究,引入了Dugoff輪胎模型。為了更好地仿真操縱控制時(shí)的實(shí)際汽車操作狀態(tài),引入了最優(yōu)道路預(yù)跟蹤駕駛員模型,來構(gòu)造閉環(huán)控制汽車系統(tǒng)。
　　接著根據(jù)整車動力學(xué)模型,建立半車模型,并建立其Simulink模型,進(jìn)行動力學(xué)仿真,了解轉(zhuǎn)向角,車速以及加速度對操縱穩(wěn)定性的影響。另外建立七自由度的整車模型,研究轉(zhuǎn)向角、車速以及加速度對懸架系統(tǒng)性能的影響,并進(jìn)一步分析其對操縱穩(wěn)定性的影響。
　

3、　然后,根據(jù)車輪的動力學(xué)狀態(tài),將汽車行駛的狀態(tài)分為線性區(qū)域、非線性區(qū)域和附著極限外的區(qū)域;根據(jù)控制理論的穩(wěn)定性定義,將汽車行駛狀態(tài)的區(qū)域分為穩(wěn)定區(qū)域與非穩(wěn)定區(qū)域。利用Dugoff輪胎模型,可以求解輪胎的線性和附著極限邊界,從而確定汽車的線性和非線性行駛狀態(tài)區(qū)域。分別利用Routh穩(wěn)定判據(jù)和非線性系統(tǒng)平衡點(diǎn)處分岔理論分別求解行駛狀態(tài)轉(zhuǎn)向角與加速度的穩(wěn)定域邊界和轉(zhuǎn)向角與車速的極限失穩(wěn)邊界。
　　最后,根據(jù)汽車行駛狀態(tài)失穩(wěn)邊界的分析,分