本文關(guān)鍵詞：基于4WS汽車(chē)操穩(wěn)系統(tǒng)分岔、混沌特性研究

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【摘要】：四輪轉(zhuǎn)向(Four-wheel Steering)技術(shù)作為汽車(chē)新技術(shù),可以改善汽車(chē)高速行駛穩(wěn)定性,提高汽車(chē)低速轉(zhuǎn)向靈敏性。以四輪轉(zhuǎn)向汽車(chē)橫向動(dòng)力學(xué)特性作為本文的研究?jī)?nèi)容,從非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)的角度探索汽車(chē)轉(zhuǎn)向失穩(wěn)機(jī)理,從而為汽車(chē)操縱系統(tǒng)的穩(wěn)定性控制提供更為可靠、精確的理論支持和依據(jù)。為了研究四輪轉(zhuǎn)向汽車(chē)的橫向失穩(wěn)機(jī)理,本文從非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)角度出發(fā),首先建立了4WS汽車(chē)二自由度汽車(chē)模型,選用魔術(shù)公式來(lái)描述輪胎的力學(xué)特性,忽略轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的影響,前輪轉(zhuǎn)角以正弦曲線(xiàn)形式作為輸入激勵(lì),基于4WS汽車(chē)2-DOF系統(tǒng)微分方程,基于Matlab/Simulink仿真軟件建立非線(xiàn)性系統(tǒng)數(shù)學(xué)仿真模型,運(yùn)用四階Runge-Kutta法對(duì)本文建立的仿真系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算與仿真,得出質(zhì)心側(cè)偏角隨前輪轉(zhuǎn)角頻率變化的全局分岔圖,運(yùn)用‘克隆’法計(jì)算Lyapunove指數(shù),分析了系統(tǒng)由穩(wěn)定的周期運(yùn)動(dòng)走向混沌的過(guò)程,從非線(xiàn)性角度揭示了系統(tǒng)失穩(wěn)的機(jī)理�？紤]車(chē)身側(cè)傾和平面運(yùn)動(dòng)的耦合,建立了4WS汽車(chē)三自由度汽車(chē)模型,選用考慮輪荷轉(zhuǎn)移的平方公式來(lái)描述輪胎的力學(xué)特性,運(yùn)用中心流形理論對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行降維,判定系統(tǒng)是否發(fā)生鞍-結(jié)分岔,并研究對(duì)開(kāi)路面這種極限工況下系統(tǒng)由鞍-結(jié)分岔走向失穩(wěn)的過(guò)程,驗(yàn)證4WS較于傳統(tǒng)的2WS可以改善系統(tǒng)極限工況下的穩(wěn)定性。為了計(jì)算分析系統(tǒng)穩(wěn)定區(qū)域和分岔特性,考慮車(chē)身側(cè)傾運(yùn)動(dòng)和汽車(chē)平面運(yùn)動(dòng)之間的耦合關(guān)系,建立的4WS汽車(chē)動(dòng)力學(xué)方程,分析不同人-車(chē)-路參數(shù)對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定區(qū)域和分岔特性的影響�？傊�,本文以四輪轉(zhuǎn)向汽車(chē)橫向動(dòng)力學(xué)特性為研究對(duì)象,運(yùn)用非線(xiàn)性理論比較深入地研究和分析了汽車(chē)轉(zhuǎn)向失穩(wěn)的分岔、混沌特性,進(jìn)一步揭示了四輪轉(zhuǎn)向汽車(chē)轉(zhuǎn)向失穩(wěn)機(jī)理,為深入研究四輪轉(zhuǎn)向汽車(chē)技術(shù)提供了理論依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué) 四輪轉(zhuǎn)向汽車(chē) 鞍-結(jié)分岔 Hopf分岔 穩(wěn)定區(qū)域
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：U461.6
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-14
• 第一章 緒論14-24
• 1.1 研究的目的與意義14-15
• 1.2 4WS汽車(chē)橫向動(dòng)力學(xué)的發(fā)展15-19
• 1.2.1 4WS汽車(chē)技術(shù)研究現(xiàn)狀15-18
• 1.2.2 4WS汽車(chē)橫向動(dòng)力學(xué)的研究現(xiàn)狀18-19
• 1.3 汽車(chē)橫向動(dòng)力學(xué)評(píng)價(jià)方法19-22
• 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容22-24
• 第二章 非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)理論及模型24-40
• 2.1 非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)理論簡(jiǎn)述24-30
• 2.1.1 相平面、相軌跡以及奇點(diǎn)的概念24-26
• 2.1.2 自激振動(dòng)與極限環(huán)26-28
• 2.1.3 Hopf分岔代數(shù)判據(jù)28-30
• 2.2 Lyapunov指數(shù)與中心流形理論30-34
• 2.2.1 混沌的Lyapunov指數(shù)識(shí)別30
• 2.2.2 “克隆”法30-32
• 2.2.3 中心流形理論32-34
• 2.3 非線(xiàn)性輪胎模型34-39
• 2.4 本章小結(jié)39-40
• 第三章 非線(xiàn)性二自由度4WS汽車(chē)分岔、混沌特性40-52
• 3.1 引言40-41
• 3.2 4WS汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型41-43
• 3.2.1 非線(xiàn)性輪胎模型41-43
• 3.2.2 4WS轉(zhuǎn)向方式控制模型的選擇43
• 3.3 4WS汽車(chē)運(yùn)動(dòng)微分方程43-44
• 3.4 2-DOF模型數(shù)值仿真計(jì)算分析44-51
• 3.5 總結(jié)51-52
• 第四章 非線(xiàn)性三自由度4WS汽車(chē)分岔、混沌特性52-65
• 4.1 引言52
• 4.2 力學(xué)與數(shù)學(xué)模型52-57
• 4.2.1 車(chē)輛動(dòng)力學(xué)模型52-53
• 4.2.2 非線(xiàn)性輪胎模型53-55
• 4.2.3 樣車(chē)開(kāi)環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向性能計(jì)算55-57
• 4.3 3-DOF系統(tǒng)鞍-結(jié)分岔分析57-63
• 4.3.1 3-DOF系統(tǒng)中心流形降維57-61
• 4.3.2 4WS汽車(chē)鞍-結(jié)分岔分析61-63
• 4.4 結(jié)論63-65
• 第五章 考慮車(chē)身側(cè)傾的4WS汽車(chē)橫向穩(wěn)定性及Hopf分岔特性65-81
• 5.1 引言65
• 5.2 力學(xué)模型與數(shù)學(xué)模型65-69
• 5.2.1 車(chē)輛動(dòng)力學(xué)模型65-66
• 5.2.2 非線(xiàn)性輪胎模型66-67
• 5.2.3 駕駛員模型67-68
• 5.2.4 系統(tǒng)耦合模型68-69
• 5.3 樣車(chē)開(kāi)環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向性能計(jì)算69-72
• 5.3.1 系統(tǒng)Hopf分岔存在性判定69-72
• 5.3.2 Hopf分岔穩(wěn)定性判定72
• 5.4 樣車(chē)穩(wěn)定區(qū)域和Hopf分岔特性數(shù)值計(jì)算與分析72-79
• 5.4.1 樣車(chē)穩(wěn)定區(qū)域數(shù)值計(jì)算與分析73-75
• 5.4.2 Hopf分岔特性數(shù)值計(jì)算與仿真75-79
• 5.5 路面擾動(dòng)下4WS汽車(chē)分岔及混沌運(yùn)動(dòng)79-80
• 5.6 結(jié)論80-81
• 第六章 總結(jié)與展望81-83
• 6.1 工作總結(jié)81
• 6.2 工作展望81-83
• 參考文獻(xiàn)83-87
• 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動(dòng)及成果情況87

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