隨著汽車工業(yè)技術(shù)的快速進(jìn)步及交通條件的改善,汽車的行駛速度也越來(lái)越高,人們?cè)絹?lái)越注重高速極限工況下汽車行駛的安全性和駕駛操縱穩(wěn)定性。四輪轉(zhuǎn)向技術(shù)通過(guò)主動(dòng)控制車輛的前后輪轉(zhuǎn)角提高車輛的穩(wěn)定性,直接橫擺力矩控制通過(guò)控制車輪的驅(qū)動(dòng)力或制動(dòng)力產(chǎn)生附加的橫擺力矩克服過(guò)度轉(zhuǎn)向或不足轉(zhuǎn)向,從而主動(dòng)地對(duì)車輛的操縱穩(wěn)定性進(jìn)行控制。因此本文以四輪轉(zhuǎn)向汽車為研究對(duì)象,對(duì)基于四輪轉(zhuǎn)向與直接橫擺力矩控制相結(jié)合的策略進(jìn)行深入研究。首先基于車輛標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系建立非線性七自由度四輪轉(zhuǎn)向汽車動(dòng)力學(xué)模型,同時(shí)建立了車輪動(dòng)力學(xué)模型,分析車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)受力狀態(tài),考慮輪胎的非線性特性的影響,引入了汽車非線性Dugoff輪胎模型,為后文驗(yàn)證控制器的有效性提供一個(gè)良好的仿真模型。其次以提高車輛高速下的操縱穩(wěn)定性為目的,設(shè)計(jì)基于四輪轉(zhuǎn)向與直接橫擺力矩相結(jié)合的控制策略。以車輛的橫擺角速度和質(zhì)心側(cè)偏角為控制變量,設(shè)計(jì)滑�？刂破鳟a(chǎn)生車輛轉(zhuǎn)向所需的附加橫擺力矩和后輪轉(zhuǎn)角,并按單側(cè)制動(dòng)的方法將產(chǎn)生的橫擺力矩分配到車輛的四個(gè)車輪上。針對(duì)七自由度模型,進(jìn)行高路面系數(shù)和低路面系數(shù)的正弦工況下的時(shí)域仿真分析。仿真結(jié)果表明,基于直接橫擺力矩與四輪轉(zhuǎn)向相結(jié)合的控制策略有效減小了質(zhì)心側(cè)偏角,橫擺角速度對(duì)理想值有很好的跟蹤,提高了車輛的操縱穩(wěn)定性,同時(shí)驗(yàn)證了橫擺力矩分配的有效性。最后針對(duì)單側(cè)制動(dòng)方法分配力矩時(shí),車輛的縱向速度波動(dòng)較大和各車輪所需的附加力矩較大從而在緊急工況下不能夠提供所需的橫擺力矩的問(wèn)題,對(duì)橫擺力矩的分配方法進(jìn)行改進(jìn),采用驅(qū)動(dòng)制動(dòng)協(xié)同分配的方法,將控制器產(chǎn)生的橫擺力矩分配到四個(gè)車輪上。在相同的仿真條件下與單側(cè)制動(dòng)方法對(duì)比,仿真結(jié)果表明改進(jìn)的分配方法的車輛縱向速度變化較小,各輪所需附加的橫擺力矩減小,提高了車輛橫擺力矩的輸出能力,同時(shí)車輛的橫擺角速度和質(zhì)心側(cè)偏角也很好的跟蹤理想?yún)⒖寄Ｐ椭?驗(yàn)證了改進(jìn)分配方法的有效性,車輛的操縱穩(wěn)定性進(jìn)一步得到了提高。
【學(xué)位單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U461.6
【部分圖文】：

車的轉(zhuǎn)向特性進(jìn)行研究前，需要建立精確的由度整車動(dòng)力學(xué)模型的建立和非線性Ｄｕｇｏｆｆ建，并對(duì)建立的仿真平臺(tái)進(jìn)行驗(yàn)證。??型??行駛時(shí)，可能會(huì)產(chǎn)生各個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)。在對(duì)復(fù)雜，建立的模型的自由度就越多，多自由宄工作帶來(lái)不便，所以有針對(duì)性的建立模型行駛時(shí)的特性，汽車轉(zhuǎn)向主要是由車輪上的模型需要含縱向和側(cè)向運(yùn)動(dòng)［４２］。為了簡(jiǎn)化計(jì)的運(yùn)動(dòng)，建立包含側(cè)向、橫擺、縱向和四個(gè)汽車動(dòng)力學(xué)模型。??準(zhǔn)坐標(biāo)系［４３］，即建立在汽車上的坐標(biāo)系，汽車行駛的正方向，軸為轉(zhuǎn)向的正方向，ｚ

圖２．２車輪模型??Ｆｉｇ?２．２?Ｗｈｅｅｌ?ｍｏｄｅｌ??

由式（２．８）可以看出輪胎的垂直載荷由靜態(tài)和動(dòng)態(tài)載荷兩部分組成。??２．２．３各車輪的輪胎側(cè)偏角??車輪的行駛方向和車輪旋轉(zhuǎn)平面的夾角，即輪胎的側(cè)偏角，如圖２．３所示。??Ａ，??Ｘ?５！?／??堿?、？、、，，??—參－??ｏｒ??／?，ｙ?｝??乂，，?ｉ??／?：?／?，／??－ｙ’?；?’?／??ｙ?ｙ?／??，?Ｚ??＼??圖２．３輪胎側(cè)偏角??Ｆｉｇ?２．３?Ｓｌｉｐ?ａｎｇｌｅ?ｏｆ?ｔｉｒｅ??輪胎的側(cè)偏角計(jì)算公式為：??ｖ?＋?ａｙ??？＝ｉａｒｃｔａｎｔ＾）??ｖ?＋?ａｙ??ａ／ｒ?＝＾／－ａｒｃｔａｎ（—?）??ｕ０．５?Ｂｆｙ??
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2882009