【摘要】：隨著世界各地經(jīng)濟和貿(mào)易的高速發(fā)展,公路運輸在國家和地區(qū)的發(fā)展中起到越來越重要的作用。汽車作為公路運輸?shù)闹饕ぞ?在人員和貨物的流動中起著主要承載作用。汽車的使用范圍極其廣泛,工況復雜。這對汽車的性能提出了越來越高和越來越綜合的要求。汽車的平順性和操縱穩(wěn)定性對人員和貨物的舒適性、完好性、行駛穩(wěn)定性和安全性有較大影響,兩者是一對相互關(guān)聯(lián),相互制約的性能。因此,有必要對這兩個性能進行進一步的剖析。目前,絕大部分平順性和操縱穩(wěn)定性研究工作都是獨立開展。平順性研究的一個假設是不考慮車輪轉(zhuǎn)角,即不考慮汽車的操縱行為;操縱穩(wěn)定性研究的一個假設是汽車行駛在平坦路面上,即不考慮路面激勵的影響。傳統(tǒng)的平順性和操縱穩(wěn)定性研究沒有深入分析這兩個性能之間的協(xié)同關(guān)系。本文基于平順性和操縱穩(wěn)定性的平面模型和空間模型,建立平順性和操縱穩(wěn)定性開環(huán)和閉環(huán)協(xié)同模型,進行平順性和操縱穩(wěn)定性開環(huán)和閉環(huán)協(xié)同仿真分析。以此認識平順性和操縱穩(wěn)定性之間的關(guān)系,也為平順性和操縱穩(wěn)定性的協(xié)同優(yōu)化和控制等提供一定基礎(chǔ),有利于提高汽車的綜合性能。本文的主要研究內(nèi)容包括:(1)建立用于協(xié)同研究的平順性和操縱穩(wěn)定性模型�；谄矫婕僭O和空間假設建立平順性平面和空間模型;基于牛頓第二定律建立輪胎側(cè)向力輸入下的操縱穩(wěn)定性平面模型和空間模型。其中,空間平順性模型和操縱穩(wěn)定性模型考慮了橫向穩(wěn)定桿的作用。確定了平順性和操縱穩(wěn)定性平面模型和空間模型的主要響應量,為協(xié)同研究奠定模型基礎(chǔ)。(2)建立平順性和操縱穩(wěn)定性開環(huán)協(xié)同模型和進行仿真分析�；跒V波白噪聲法建立前后輪路面激勵模型和四輪路面激勵模型,將平順性平面模型和空間模型與路面激勵模型進行集成。將其再與操縱穩(wěn)定性平面模型和空間模型相集成,建立開環(huán)協(xié)同平面模型和開環(huán)協(xié)同空間模型。基于開環(huán)協(xié)同平面和空間模型、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角輸入和非線性Uni Tire輪胎模型開發(fā)相應的MATLAB程序,進行轉(zhuǎn)向盤角階躍輸入、轉(zhuǎn)向盤角脈沖輸入、轉(zhuǎn)向盤角正弦輸入下平面和空間開環(huán)協(xié)同仿真,將協(xié)同仿真結(jié)果與平順性和操縱穩(wěn)定性模型進行對比分析。研究結(jié)果表明:開環(huán)協(xié)同平面模型的操縱穩(wěn)定性響應量會由于路面激勵的影響在穩(wěn)態(tài)值附近波動,但是不能體現(xiàn)操縱行為對平順性響應量的影響;空間協(xié)同模型可以較為全面地反映平順性和操縱穩(wěn)定性之間的協(xié)同關(guān)系。(3)建立平順性和操縱穩(wěn)定性閉環(huán)協(xié)同模型和進行仿真分析。基于預瞄-跟隨理論建立單點預瞄最優(yōu)曲率駕駛員模型,推導得到該駕駛員模型的傳遞函數(shù)、頻域表示、時域表示和矩陣表示。將操縱穩(wěn)定性模型與駕駛員模型矩陣集成,將駕駛員模型引入到平面協(xié)同開環(huán)模型和空間協(xié)同開環(huán)模型,建立閉環(huán)協(xié)同平面模型和閉環(huán)協(xié)同空間模型,開發(fā)相應的MATLAB程序。進行單移線、雙移線、蛇形三種路徑輸入下平面和空間閉環(huán)協(xié)同模型的仿真,將閉環(huán)協(xié)同仿真結(jié)果與平順性和操縱穩(wěn)定性模型仿真結(jié)果進行對比分析。研究結(jié)果表明:閉環(huán)協(xié)同模型既可以實現(xiàn)閉環(huán)操縱穩(wěn)定性各工況的路徑跟蹤,也可以進行各閉環(huán)工況下平順性和操縱穩(wěn)定性的協(xié)同仿真對比分析;閉環(huán)協(xié)同平面模型不能體現(xiàn)操縱行為對平順性響應量的影響,空間閉環(huán)協(xié)同模型可以體現(xiàn)平順性和操縱穩(wěn)定性之間的協(xié)同關(guān)系,為深入認識平順性和操縱穩(wěn)定性之間的協(xié)同關(guān)系起到推動作用。在汽車市場競爭日益激烈的情況下,各大汽車廠商迫切需要全面提高汽車的綜合性能以提高市場競爭力。平順性和操縱穩(wěn)定性這兩個相互耦合和相互矛盾的性能如果能夠得到有效的研究和分析,將具有理論研究價值和實際應用意義。本文基于平順性和操縱穩(wěn)定性平面模型、空間模型、輪胎模型、駕駛員模型建立相應的協(xié)同模型,進行開環(huán)和閉環(huán)協(xié)同仿真,分析平順性和操縱穩(wěn)定性之間的協(xié)同影響關(guān)系,對推動這兩種性能深入認識具有一定意義。
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U461.6

【參考文獻】

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2 杜莉;王麗娟;陳宗渝;劉豪;;基于整車剛彈耦合模型的平順性仿真與試驗[J];計算機仿真;2013年07期

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4 夏均忠;馬宗坡;方中雁;白云川;;汽車平順性評價方法綜述[J];噪聲與振動控制;2012年04期

5 段冀陽;李志忠;;駕駛行為模型的研究進展[J];中國安全科學學報;2012年02期

6 張敬磊;王曉原;;駕駛員行為仿真模型研究進展[J];山東理工大學學報(自然科學版);2011年01期

7 劉晉霞;;汽車駕駛員模型的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J];汽車科技;2010年05期

8 楊榮山;袁仲榮;黃向東;趙克剛;;車輛操縱穩(wěn)定性及平順性的協(xié)同優(yōu)化研究[J];汽車工程;2009年11期

9 郭孔輝;金凌鴿;盧蕩;;統(tǒng)一輪胎模型在車輛動力學仿真中的應用[J];吉林大學學報(工學版);2009年S2期

10 楊榮山;袁仲榮;黃向東;趙克剛;陳金華;;基于近似模型的車輛操縱穩(wěn)定性及平順性的優(yōu)化研究[J];汽車技術(shù);2009年07期

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8 付文奎;三軸商用車平順性和操縱穩(wěn)定性分析及優(yōu)化[D];華中科技大學;2012年

9 劉長樂;基于虛擬樣機技術(shù)的汽車操縱穩(wěn)定性及平順性分析研究[D];長安大學;2010年

10 王臣濤;基于ADAMS的整車操縱穩(wěn)定性與平順性仿真分析[D];合肥工業(yè)大學;2010年

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本文編號：2633738