汽车操纵动力学十八自由度模型仿真研究 被引量：7

1

作者 崔胜民 肖利寿 +1 位作者 宋宝玉 任秉银 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 1998年第4期212-219,共8页

本文介绍了根据多刚体动力学中的凯恩方法建立的一般两轴汽车的十八自由度数学模型。仿真模型全面考虑了悬架系统、转向系统、空气动力学、载荷转移和轮胎等因素对汽车操纵动力学的影响。本文还给出了应用该模型对汽车操纵稳定性进行仿... 本文介绍了根据多刚体动力学中的凯恩方法建立的一般两轴汽车的十八自由度数学模型。仿真模型全面考虑了悬架系统、转向系统、空气动力学、载荷转移和轮胎等因素对汽车操纵动力学的影响。本文还给出了应用该模型对汽车操纵稳定性进行仿真的一些结果,并作了简要分析。 展开更多

关键词 汽车 动力学模型 仿真 操纵动力学

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汽车操纵动力学三自由度模型与转向特性仿真 被引量：11

2

作者 李双 刚宪约 于海兴 《机械设计与制造》 北大核心 2015年第3期260-264,共5页

基于牛顿力学和欧拉刚体动力学原理,建立了考虑侧滑、横摆、侧倾三个自由度的汽车转向三自由度动力学模型,并推导出了四轮模型和两轮简化模型的状态空间运动方程。在此基础之上,分别对前轮转向、四轮转向在低速、高速两种不同行驶工况... 基于牛顿力学和欧拉刚体动力学原理,建立了考虑侧滑、横摆、侧倾三个自由度的汽车转向三自由度动力学模型,并推导出了四轮模型和两轮简化模型的状态空间运动方程。在此基础之上,分别对前轮转向、四轮转向在低速、高速两种不同行驶工况下转向角阶跃输入的侧向速度、质心侧偏角、横摆角速度和侧倾角速度响应进行了仿真分析,仿真结果表明:四轮转向比两轮转向具有更好的低速转向机动性和高速稳定性;两轮模型和四轮模型具有相近的稳定时间和稳态响应,但两轮模型的超调量要明显大于四轮模型。 展开更多

关键词 操纵动力学三自由度模型 四轮模型 四轮转向 状态空间方程

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四轮转向汽车操纵动力学仿真分析 被引量：2

3

作者 张孝祖 蔡双飞 《拖拉机与农用运输车》 北大核心 2007年第1期19-20,23,共3页

基于二自由度汽车模型提出了一种新的有关4W S最优控制的方法,即采用了转向盘前馈加上作用于前后轮的侧偏角和横摆角速度反馈的控制方法,讨论这种控制方法的可控性和可观测性,结合实际参数对4W S系统进行仿真分析并讨论参数Kc对系统的影... 基于二自由度汽车模型提出了一种新的有关4W S最优控制的方法,即采用了转向盘前馈加上作用于前后轮的侧偏角和横摆角速度反馈的控制方法,讨论这种控制方法的可控性和可观测性,结合实际参数对4W S系统进行仿真分析并讨论参数Kc对系统的影响,最后提出其发展方向。 展开更多

关键词 四轮转向 最优控制 反馈 操纵动力学

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汽车操纵逆动力学的现状与发展 被引量：35

4

作者 赵又群 尹浩 +1 位作者 张丽霞 郭孔辉 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期77-82,共6页

在回顾汽车操纵动力学发展历史的基础上,阐述了研究汽车操纵逆动力学的重要性,列举了三类汽车操纵动力学研究方法。描述了汽车操纵逆动力学的内涵,并给出了主要的研究方法和一些应用实例。最后,根据汽车操纵动力学发展史预测,汽车操纵... 在回顾汽车操纵动力学发展历史的基础上,阐述了研究汽车操纵逆动力学的重要性,列举了三类汽车操纵动力学研究方法。描述了汽车操纵逆动力学的内涵,并给出了主要的研究方法和一些应用实例。最后,根据汽车操纵动力学发展史预测,汽车操纵逆动力学的发展有可能会导致汽车操纵动力学性能的显著提高,并解决现今流行的汽车操纵动力学中的“瓶颈”问题。 展开更多

关键词 汽车操纵动力学 驾驶员-汽车闭环系统 逆问题 现状与发展

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非线性高速汽车操纵逆动力学建模与仿真 被引量：7

5

作者 尹浩 赵又群 +1 位作者 徐培民 吴杰 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第9期23-25,33,共4页

针对汽车操纵逆动力学研究现状,考虑轮胎侧向力的非线性,建立了非线性二自由度汽车模型,在方向盘角阶跃输入情况下,利用径向基函数网络建立了非线性汽车在不同摩擦因数路面上高速行驶时,汽车方向盘转角与横摆角速度之间的非线性映射关... 针对汽车操纵逆动力学研究现状,考虑轮胎侧向力的非线性,建立了非线性二自由度汽车模型,在方向盘角阶跃输入情况下,利用径向基函数网络建立了非线性汽车在不同摩擦因数路面上高速行驶时,汽车方向盘转角与横摆角速度之间的非线性映射关系。方向盘角阶跃输入的识别与仿真结果表明,利用径向基网络识别方向盘角输入的方法是可行的,并且具有识别精度高、运算速度快等优点。 展开更多

关键词 汽车 操纵动力学 逆问题 径向基函数网络

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基于最优控制的汽车操纵逆动力学的研究 被引量：8

6

作者 张丽霞 赵又群 吴杰 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第16期2009-2011,共3页

提出了一种基于最优控制理论的汽车操纵逆动力学研究方法,用于识别不同汽车跟踪同一期望路径的方向盘转角输入。以驾驶员对汽车施加的方向盘转角输入为控制变量,以精确跟踪期望路径为控制目标,将汽车操纵逆动力学问题转化为最优控制问... 提出了一种基于最优控制理论的汽车操纵逆动力学研究方法,用于识别不同汽车跟踪同一期望路径的方向盘转角输入。以驾驶员对汽车施加的方向盘转角输入为控制变量,以精确跟踪期望路径为控制目标,将汽车操纵逆动力学问题转化为最优控制问题。利用直接配置方法将最优控制问题转化为非线性规划问题,运用序列二次规划方法求解。仿真结果表明:该方法能够使汽车很好地跟踪所期望的路径,且可以比较跟踪同一路径的不同汽车的操纵性能。 展开更多

关键词 汽车操纵动力学 最优控制 逆问题 仿真

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汽车操纵逆动力学力输入识别研究 被引量：1

7

作者 张丽霞 赵又群 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期21-24,共4页

提出了在不同汽车跟踪同一指定路径的情况下,汽车操纵逆动力学力输入识别的仿真研究方法.该方法以线性3自由度汽车方向盘转矩输入为数学模型,运用最优控制理论识别方向盘转矩输入.用直接配置方法将最优控制问题转化为非线性规划问题,用... 提出了在不同汽车跟踪同一指定路径的情况下,汽车操纵逆动力学力输入识别的仿真研究方法.该方法以线性3自由度汽车方向盘转矩输入为数学模型,运用最优控制理论识别方向盘转矩输入.用直接配置方法将最优控制问题转化为非线性规划问题,用序列二次规划方法对转化后的非线性规划问题进行求解.仿真结果表明:利用该方法计算出来的路径跟踪性良好,且可以比较跟踪同一路径的不同汽车的操纵性能. 展开更多

关键词 汽车操纵动力学 最优控制 逆问题 仿真

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汽车操纵逆动力学发展概况与展望

8

作者 张丽霞 刘蕊蕊 潘福全 《拖拉机与农用运输车》 2010年第5期6-7,11,共3页

介绍了汽车操纵逆动力学的产生背景及研究意义,阐述了国内外汽车操纵逆动力学发展概况及主要研究方法,并在此基础上总结了汽车操纵逆动力学发展中遇到的问题,展望了今后的研究趋势。

关键词 汽车 操纵逆动力学 发展概况 综述

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高速紧急避让汽车操纵逆动力学的建模与仿真 被引量：2

9

作者 邱笑寅 赵又群 阮米庆 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2012年第11期1835-1840,共6页

针对国产汽车高速行驶安全性的需求,提出了利用最优控制方法,针对高速下的紧急避让(双移线)和多次避让(蛇形线)工况,进行汽车操纵逆动力学的研究。对3自由度角输入汽车模型,高速下以汽车转向盘转角输入为控制变量,精确跟踪所期望的路径... 针对国产汽车高速行驶安全性的需求,提出了利用最优控制方法,针对高速下的紧急避让(双移线)和多次避让(蛇形线)工况,进行汽车操纵逆动力学的研究。对3自由度角输入汽车模型,高速下以汽车转向盘转角输入为控制变量,精确跟踪所期望的路径为控制目标,利用状态变量的转换,将该最优控制问题转变为非线性规划问题,运用序列二次规划(SQP)进行求解。结果表明:该方法能够使汽车在高速下很好地跟踪所期望的避让路径,比较不同汽车跟踪同一路径的操纵性能,为高速汽车操纵动力学优化设计提供了一定的参考和理论依据。 展开更多

关键词 高速紧急避让 角输入汽车模型 操纵逆动力学 最优控制

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基于实神经网络代数算法的汽车逆动力学仿真 被引量：1

10

作者 龚菲 赵又群 +1 位作者 范平 汪伟 《农业装备与车辆工程》 2013年第12期1-4,共4页

针对汽车操纵逆动力学的研究现状,采用实神经网络代数算法,对汽车逆动力学进行研究。根据二自由度汽车开环系统模型的运动微分方程和双移线道路模型,进行"正问题"的求解,将获得的样本输入实神经代数网络进行训练。将训练过程... 针对汽车操纵逆动力学的研究现状,采用实神经网络代数算法,对汽车逆动力学进行研究。根据二自由度汽车开环系统模型的运动微分方程和双移线道路模型,进行"正问题"的求解,将获得的样本输入实神经代数网络进行训练。将训练过程与BP网络算法的结果进行对比,说明代数算法的优越性。另取一组仿真值输入训练成功的代数网络进行识别,将得到的汽车方向盘转角与仿真结果进行对比,验证网络精度。最后进行实车试验,将试验数据与神经网络识别结果进行对比,再次验证其准确性。 展开更多

关键词 汽车操纵逆动力学 代数算法 二自由度 双移线

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重力不同引起的载人月球车操纵差异分析 被引量：2

11

作者 梁忠超 王永富 +2 位作者 刘振 高海波 邓宗全 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期114-119,共6页

为分析月球与地球重力差异对驾驶员所带来的操纵影响,推导了载人月球车操纵动力学方程.基于径向基神经网络和间接逆模型的训练方法,建立以行驶轨迹为输入、驾驶员操纵转角为输出的载人月球车操纵动力学逆系统.采用两种不同类型的间接对... 为分析月球与地球重力差异对驾驶员所带来的操纵影响,推导了载人月球车操纵动力学方程.基于径向基神经网络和间接逆模型的训练方法,建立以行驶轨迹为输入、驾驶员操纵转角为输出的载人月球车操纵动力学逆系统.采用两种不同类型的间接对比形式,包括地球重力条件下重复月面行驶的轨迹路线和月球重力条件下重复地面行驶的轨迹路线.将正弦函数和斜坡阶越函数作为驾驶员操纵输入,获得月球或地球重力条件下的行驶轨迹,并利用逆系统求解得到不同重力条件下行驶相同轨迹时驾驶员的操纵转角.结果表明,驾驶员在月球重力条件下需要做出更大的操纵转向角度、更快的操纵转向速度、更高的操纵转向变换频率,并且在月球重力条件下更不容易重复地球重力条件下的相同行驶轨迹.这说明载人月球车在月球重力条件下的操纵性能较差. 展开更多

关键词 载人月球车 操纵动力学 逆系统 重力因素影响 径向基神经网络

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基于子空间方法的车辆稳态操纵性模型辨识 被引量：2

12

作者 管西强 袁明 张建武 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期457-463,共7页

基于子空间辨识方法,对稳态操纵工况下的车辆动力学模型进行辨识.根据子空间算法的假设条件,构建了3自由度车辆模型,并进行系统的可辨识性论证,确定了相应的辨识模型结构.采用方向盘角阶跃输入转向回正性能试验数据进行车辆模型的辨识.... 基于子空间辨识方法,对稳态操纵工况下的车辆动力学模型进行辨识.根据子空间算法的假设条件,构建了3自由度车辆模型,并进行系统的可辨识性论证,确定了相应的辨识模型结构.采用方向盘角阶跃输入转向回正性能试验数据进行车辆模型的辨识.辨识模型的验证采用相同车速下的实车蛇形试验数据,分别在时域和频域进行辨识和试验对比.结果显示,两者基本吻合,子空间算法能够很好地适用于线性车辆操纵动力学模型的辨识. 展开更多

关键词 系统辨识 车辆操纵动力学 子空间方法

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汽车操纵稳定性的模糊综合评判与验证 被引量：5

13

作者 刘文婷 赵又群 +1 位作者 阮米庆 汪伟 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第19期2681-2686,共6页

主观评价是汽车操纵稳定性评价发展过程中的主要评价手段,基于实车试验各单项评价指标的驾驶员打分,提出一种汽车操纵稳定性的模糊综合评判方法,并将该方法对两辆样车进行评价。以三自由度汽车转向开环模型为对象,基于汽车操纵逆动力学... 主观评价是汽车操纵稳定性评价发展过程中的主要评价手段,基于实车试验各单项评价指标的驾驶员打分,提出一种汽车操纵稳定性的模糊综合评判方法,并将该方法对两辆样车进行评价。以三自由度汽车转向开环模型为对象,基于汽车操纵逆动力学理论,建立汽车操纵逆动力学模型并对两辆样车的操纵稳定性进行仿真分析,将其与模糊综合评判结果比较,验证模糊综合评判方法应用到汽车操纵稳定性评判的可行性。 展开更多

关键词 模糊综合评判 操纵逆动力学 权重 操纵稳定性

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基于扭矩闭环的人-车协同转向舒适性控制策略研究

14

作者 韦宝侣 卜腾辰 +2 位作者 何智成 王煜凡 彭晓燕 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期217-226,共10页

为了解决传统电动助力转向系统在变路面附着系数以及载荷变化工况下方向盘力矩的变化影响驾驶员舒适性的问题,提出了一种基于修正线性三自由度动力学模型的扭矩闭环人-车协同转向舒适性控制策略。首先,通过驾驶员风格辨识建立横摆角速... 为了解决传统电动助力转向系统在变路面附着系数以及载荷变化工况下方向盘力矩的变化影响驾驶员舒适性的问题,提出了一种基于修正线性三自由度动力学模型的扭矩闭环人-车协同转向舒适性控制策略。首先,通过驾驶员风格辨识建立横摆角速度与车速、方向盘力矩的非线性关系;其次,根据此非线性关系与操纵动力学稳态特性得到驾驶员期望回正力矩,再通过考虑车厢侧倾以及悬架导向装置变形的修正线性三自由度模型和轮胎模型对回正力矩进行精确计算,进而构建扭矩闭环控制器;然后,经扭矩闭环控制器计算得到的补偿助力力矩与基本助力力矩进行叠加获得最终的控制力矩。最后,通过Matlab/Simulink软件建立扭矩闭环系统仿真模型,验证了修正动力学模型的准确性,同时也验证了所提出的控制策略能有效减小方向盘力矩的波动,提升了驾驶员的舒适性。 展开更多

关键词 电动助力转向(EPS) 车辆操纵动力学 动力学模型 控制策略

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基于模糊控制的汽车路径跟踪研究 被引量：22

15

作者 汪伟 赵又群 +1 位作者 许健雄 刘文婷 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第18期2532-2538,共7页

汽车是一个非常复杂的非线性动力学系统,难以建立精确的数学模型,而模糊控制方法适用于难以建立精确数学模型的对象。将模糊控制理论引入汽车操纵逆动力学中,以汽车三自由度模型为研究对象,根据侧向偏差和偏差变化率设计了车辆的路径跟... 汽车是一个非常复杂的非线性动力学系统,难以建立精确的数学模型,而模糊控制方法适用于难以建立精确数学模型的对象。将模糊控制理论引入汽车操纵逆动力学中,以汽车三自由度模型为研究对象,根据侧向偏差和偏差变化率设计了车辆的路径跟踪模糊控制器。对某车型跟踪给定双移线和蛇形路径行驶情况进行了仿真。结果表明,模糊控制方法可保证汽车准确地跟踪给定参考路径,可以作为车辆路径跟踪控制的一种有效控制方法。 展开更多

关键词 车辆工程 操纵动力学 逆问题 模糊控制 路径跟踪

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两种输入模型下的汽车逆问题分析 被引量：6

16

作者 尹浩 赵又群 +1 位作者 温卫东 吴杰 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第12期219-222,共4页

针对汽车操纵逆动力学的研究现状,提出了一种识别方向盘输入的新方法.建立了驾驶员-汽车二自由度闭环系统角输入模型和考虑转向系转动惯量的汽车三自由度力矩输入模型.通过角输入情况下,汽车沿蛇行线行驶以及力输入情况下的高速、小侧... 针对汽车操纵逆动力学的研究现状,提出了一种识别方向盘输入的新方法.建立了驾驶员-汽车二自由度闭环系统角输入模型和考虑转向系转动惯量的汽车三自由度力矩输入模型.通过角输入情况下,汽车沿蛇行线行驶以及力输入情况下的高速、小侧向加速度的正弦曲线行驶,利用径向基函数网络,分别建立了汽车横摆角速度、侧向加速度与方向盘转角以及汽车侧向加速度与方向盘力矩之间的映射关系.两种输入模型下的识别结果表明,识别值和仿真值比较吻合,因此利用径向基网络识别方向盘角输入和力矩输入的方法是可行的,并且具有识别精度高,运算速度快,抗噪能力强等优点. 展开更多

关键词 汽车操纵动力学 逆问题 径向基网络

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基于逆系统方法的汽车方向盘转角识别 被引量：4

17

作者 张丽霞 潘福全 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期40-43,22,共5页

将逆系统理论应用于汽车操纵动力学,用于研究汽车精确达到给定侧向加速度时的驾驶员方向盘转角输入。以汽车方向盘转角输入的状态方程为基础,在逆系统满足稳定、可逆、可控、可观的情况下,分别以闭环仿真和实车试验得到的侧向加速度为... 将逆系统理论应用于汽车操纵动力学,用于研究汽车精确达到给定侧向加速度时的驾驶员方向盘转角输入。以汽车方向盘转角输入的状态方程为基础,在逆系统满足稳定、可逆、可控、可观的情况下,分别以闭环仿真和实车试验得到的侧向加速度为逆系统输入识别方向盘转角,并和实车试验的方向盘转角进行对比。结果表明:该方法识别的方向盘转角和实车试验的方向盘转角运动趋势相似,得到的侧向加速度与给定的侧向加速度绝对误差较小。 展开更多

关键词 汽车 操纵动力学 方向盘转角 逆系统方法 仿真

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多轴转向车辆零侧偏角控制策略研究 被引量：11

18

作者 张小江 高秀华 +1 位作者 赵建国 田阳阳 《农业装备与车辆工程》 2008年第6期13-15,63,共4页

建立了多轴转向车辆的二自由度操纵动力学模型,并得到多桥转向车辆横摆角速度,质心侧偏角及侧向加速度与前轮转角之间的传递函数的通用公式。在此基础上,得到车辆采用零侧偏角控制策略时,车辆转向中心到质心的距离,横摆角速度增益及侧... 建立了多轴转向车辆的二自由度操纵动力学模型,并得到多桥转向车辆横摆角速度,质心侧偏角及侧向加速度与前轮转角之间的传递函数的通用公式。在此基础上,得到车辆采用零侧偏角控制策略时,车辆转向中心到质心的距离,横摆角速度增益及侧向加速度增益的表达式。以某五轴转向车辆为例,对其转向性能进行了分析,结果说明:零侧偏角控制策略能适用于工程车辆,且能使车辆转向更平稳,在高速运行时,能显著提高车辆的稳定性。 展开更多

关键词 多桥转向 零侧偏角控制策略 操纵动力学模型

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车辆稳定性控制系统设计与分析 被引量：5

19

作者 贺焕利 《重庆理工大学学报（自然科学）》 CAS 2014年第6期25-31,59,共8页

为了防止车辆侧翻和提高行车主动安全性,建立了考虑侧倾稳定性的车辆稳定性控制系统。首先建立了车辆稳定性参考模型,分析了侧倾稳定性模型;然后为了得到维持车辆稳定所需的修正横摆力偶矩,基于滑模控制原理设计了控制系统的上层控制器... 为了防止车辆侧翻和提高行车主动安全性,建立了考虑侧倾稳定性的车辆稳定性控制系统。首先建立了车辆稳定性参考模型,分析了侧倾稳定性模型;然后为了得到维持车辆稳定所需的修正横摆力偶矩,基于滑模控制原理设计了控制系统的上层控制器;在制动力分配方面,制定了单侧车轮同时制动的分配策略;最后利用CarSim和Matlab/Simulink对控制系统进行了联合仿真试验验证与分析。鱼钩转向开环试验结果表明:该控制系统横向稳定性和侧倾稳定性优异。双移线闭环试验结果表明:车辆跟踪目标路径良好,即能有效响应驾驶员的操纵意图。该控制系统满足FMVSS 126法规通过性要求,提高了车辆主动安全性。 展开更多

关键词 车辆 操纵动力学 稳定性 侧翻 滑模控制

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汽车爆胎的载荷转移建模及仿真分析 被引量：1

20

作者 张彦会 李蒙恩 《机械设计与制造》 北大核心 2023年第10期100-106,共7页

汽车发生爆胎后容易造成交通事故,特别是在高速行驶的情况下,由爆胎引起的交通事故占比32%,其中死亡事故更是高达49%[1]。当高速行驶的汽车发生爆胎后,行驶路线会发生改变,并且汽车会处于横摆与侧翻的失控状态,所以对爆胎汽车的行驶状... 汽车发生爆胎后容易造成交通事故,特别是在高速行驶的情况下,由爆胎引起的交通事故占比32%,其中死亡事故更是高达49%[1]。当高速行驶的汽车发生爆胎后,行驶路线会发生改变,并且汽车会处于横摆与侧翻的失控状态,所以对爆胎汽车的行驶状态进行研究是非常必要的。首先,通过研究汽车爆胎发生后,爆胎车轮的滚动半径变化,爆胎汽车姿态发生变化从而会使汽车转向系统的转向角及车轮侧偏角发生改变;其次,通过研究汽车爆胎发生后,汽车的重心将发生转移从而引起四个车轮上的垂直载荷发生转移,从而导致各个车轮上的侧偏力大小发生改变;最后,通过分析汽车爆胎过程中各个车轮侧偏角的改变以及垂向载荷的转移引起各个车轮上的侧偏力的改变,联合建立爆胎汽车二自由度操纵动力学模型。并利用Matlab/Simulink搭建仿真模型,得出汽车侧向加速度、横摆角速度的变化曲线。仿真结果表明,在车速为120km/h时,汽车发生爆胎的运动过程中,考虑垂向载荷转移的情况相比于没有考虑垂向载荷转移的情况更能准确描述爆胎汽车方向失稳的真实运动过程。 展开更多

关键词 汽车爆胎 载荷转移 方向失稳 侧偏力改变 操纵动力学模型

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