漂移是一種車輛在后輪飽和狀態(tài)下的側(cè)滑運(yùn)動(dòng),通常出現(xiàn)在拉力賽場(chǎng)或者汽車特技表演中,只有非常有駕駛經(jīng)驗(yàn)的職業(yè)賽車手才能實(shí)現(xiàn)。目前的車輛動(dòng)力學(xué)控制將漂移視作一種不穩(wěn)定狀態(tài),認(rèn)為它是危險(xiǎn)的,因此其控制策略是盡量的抑制后輪打滑,以避免漂移的出現(xiàn)。當(dāng)出現(xiàn)車輛碰撞或者路面摩擦系數(shù)突然降低等極限工況時(shí),車輛已經(jīng)出現(xiàn)側(cè)滑情況,利用漂移穩(wěn)定控制車輛相比于抑制其產(chǎn)生的策略能夠更快的將車輛狀態(tài)穩(wěn)定下來(lái),以避免失控或發(fā)生二次碰撞產(chǎn)生危險(xiǎn)。所以對(duì)于漂移穩(wěn)定性的動(dòng)力學(xué)研究和控制實(shí)際上對(duì)提升車輛的穩(wěn)定性邊界有很大意義,能夠在更多的場(chǎng)景下穩(wěn)定車輛,提升安全性。本文依托國(guó)家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目“極限工況下汽車運(yùn)動(dòng)一體化協(xié)同控制”（項(xiàng)目編號(hào):61790564）,對(duì)于車輛的漂移平衡點(diǎn)進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)分析,并且設(shè)計(jì)了滑模控制與自適應(yīng)動(dòng)態(tài)規(guī)劃聯(lián)合控制器,主要內(nèi)容如下:1.建立了二自由度非線性車輛模型以及純側(cè)偏穩(wěn)態(tài)統(tǒng)一輪胎模型,并且根據(jù)輪胎側(cè)偏力試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)輪胎力公式中參數(shù)進(jìn)行參數(shù)辨識(shí)。2.計(jì)算二自由度車輛系統(tǒng)平衡點(diǎn),并且在質(zhì)心側(cè)偏角和橫擺角速度組成的狀態(tài)空間相平面上分析各平衡點(diǎn)穩(wěn)定性,將平衡點(diǎn)分為了穩(wěn)定平衡點(diǎn)和不穩(wěn)定平衡點(diǎn),并且根據(jù)漂... 

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吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文6第2章車輛動(dòng)力學(xué)模型及輪胎模型2.1二自由度非線性車輛動(dòng)力學(xué)模型車輛在漂移的過(guò)程中主要進(jìn)行的是側(cè)向運(yùn)動(dòng)，因此為了簡(jiǎn)化問(wèn)題，本文的分析和控制設(shè)計(jì)都是對(duì)于相對(duì)簡(jiǎn)單的二自由度車輛模型的。假設(shè)車輛為平面運(yùn)動(dòng)，不包含側(cè)傾和俯仰運(yùn)動(dòng)；忽略轉(zhuǎn)向系統(tǒng)影響，直接以前輪轉(zhuǎn)角作為輸入；車輛前進(jìn)速度不變[31]。模型如圖2.1所示。圖2.1二自由度車輛模型示意圖其中，O為車輛質(zhì)心，a是車輛質(zhì)心到前軸的距離，b是車輛質(zhì)心到后軸的距離，是前輪轉(zhuǎn)角，車輛質(zhì)心O處的縱向速度 $ 為定值。兩個(gè)自由度分別為，在車輛質(zhì)心O處的側(cè)向速度 U& 和橫擺角速度γ�？梢酝ㄟ^(guò)在y軸方向上的合力平衡和在z軸方向上的力矩平衡，得出該模型側(cè)向動(dòng)力學(xué)的運(yùn)動(dòng)方程：ma&=&,cos+12··························（2.1a）4=&,cos&9·························（2.1b）其中a&是車輛的側(cè)向加速度，是車輛的橫擺角加速度，&,是前輪側(cè)向力，12 是后輪側(cè)向力，m是車輛質(zhì)量，4是車輛的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。以車輛為慣性參考系的側(cè)向加速度a&可以由下式表示：&=1+$································（2.2）

吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文8模型是通過(guò)研究輪胎與路面之間力學(xué)機(jī)理和輪胎的結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)特性的影響建立模型，其中包含了力或力矩的產(chǎn)生機(jī)理和過(guò)程[32]。UniTire統(tǒng)一輪胎模型是由郭孔輝院士提出的一種半經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ停@種模型結(jié)合了經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ秃臀锢砟Ｐ偷膬?yōu)點(diǎn)，不僅與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合精度高，還可以描述輪胎的一些物理特性和結(jié)構(gòu)參數(shù)[33]。本文主要研究的是車輛的側(cè)向動(dòng)力學(xué)并且采用的是二自由度車輛模型，不涉及到車輛縱向力，所以采用的是UniTire穩(wěn)態(tài)純側(cè)偏模型。圖2.2輪胎坐標(biāo)系首先定義輪胎坐標(biāo)系，如圖2.2所示，本文采用的是右手正向坐標(biāo)系。O為坐標(biāo)系的原點(diǎn)位置，處于輪胎接地印跡的中心，X軸為車輪平面同地平面的交線，Y軸為地平面上車輪旋轉(zhuǎn)軸線的投影線，Z軸為經(jīng)過(guò)原點(diǎn)垂直地面向上為正的軸線，側(cè)偏角為輪胎運(yùn)動(dòng)方向與輪胎滾動(dòng)方向的夾角。輪胎的側(cè)向力表達(dá)式為：&=Q:Q:&S&·······························（2.8）其中&為相對(duì)側(cè)向滑移率；&為側(cè)向摩擦系數(shù)；S為縱向力；&為無(wú)量綱側(cè)向力；表達(dá)式如下：1=V=WXYZ[=··································（2.9）μ1=aI+a]F4Y+a_F4Y]······················（2.10）

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]UniTire統(tǒng)一輪胎模型[J]. 郭孔輝.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2016(12)
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博士論文
[1]基于近似動(dòng)態(tài)規(guī)劃的優(yōu)化控制方法及在自主駕駛車輛中的應(yīng)用[D]. 連傳強(qiáng).國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2016
[2]不確定切換系統(tǒng)的滑�？刂品椒ㄑ芯縖D]. 劉永慧.華東理工大學(xué) 2014
[3]復(fù)合工況下輪胎穩(wěn)態(tài)模型研究[D]. 許男.吉林大學(xué) 2012
[4]不確定系統(tǒng)的終端滑模變結(jié)構(gòu)控制[D]. 徐世許.復(fù)旦大學(xué) 2012
[5]不確定非線性系統(tǒng)的自適應(yīng)滑模控制及應(yīng)用研究[D]. 張?jiān)獫?重慶大學(xué) 2011

碩士論文
[1]半主動(dòng)座椅懸架非線性控制研究[D]. 張勇.吉林大學(xué) 2019
[2]考慮輪胎阻尼汽車半主動(dòng)懸架滑�？刂蒲芯縖D]. 王勇.吉林大學(xué) 2018
[3]基于近似動(dòng)態(tài)規(guī)劃的連續(xù)非線性系統(tǒng)最優(yōu)控制及應(yīng)用[D]. 呂永峰.昆明理工大學(xué) 2016



本文編號(hào)：3046950