在中國(guó)大學(xué)生方程式汽車大賽中,如何利用非常有限的時(shí)間研發(fā)、制造、試驗(yàn)和調(diào)校出一輛具有足夠競(jìng)爭(zhēng)力的賽車是各參賽院校一直以來(lái)關(guān)注的重點(diǎn)。賽事針對(duì)各動(dòng)態(tài)項(xiàng)目設(shè)計(jì)有不同的賽道布置方案,這就要求FSAE賽車在各方面性能上均具備優(yōu)異的表現(xiàn),尤其是極限行駛工況下的操縱穩(wěn)定性。為了快速高效地研制出一種能以最短時(shí)間完成指定賽道的最優(yōu)車輛配置,本文以長(zhǎng)沙理工大學(xué)2016年FSAE賽車為研究對(duì)象,開發(fā)出一套用于計(jì)算賽車整圈最少用時(shí)以及評(píng)價(jià)賽車極限操縱性能的仿真工具。首先,根據(jù)賽車專用輪胎的試驗(yàn)數(shù)據(jù),采用無(wú)條件約束優(yōu)化算法中的L-M方法對(duì)魔術(shù)公式Pacejka2002輪胎模型力學(xué)特性進(jìn)行曲線擬合和參數(shù)識(shí)別。推導(dǎo)賽車專用機(jī)械多摩擦片式限滑差速器的數(shù)學(xué)模型,在Matlab/Simulink環(huán)境下建立計(jì)入限滑轉(zhuǎn)矩的模塊化七自由度整車模型,并將多種試驗(yàn)工況下的仿真結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證。其次,根據(jù)特定賽道上的實(shí)車采集數(shù)據(jù),重新構(gòu)建賽車行駛路線,并提出一種“拉伸”算法對(duì)數(shù)據(jù)和計(jì)算模型中存在的誤差進(jìn)行修正。通過(guò)路線預(yù)描轉(zhuǎn)向控制和縱向速度控制方案,建立與整車模型聯(lián)合的完整駕駛員模型,從而計(jì)算出跟蹤指定行駛路線需要的縱向... 

【文章來(lái)源】：長(zhǎng)沙理工大學(xué)湖南省

【文章頁(yè)數(shù)】：101 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 論文研究背景與意義
        1.1.1 論文研究背景
        1.1.2 論文研究意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外相關(guān)技術(shù)概述及研究現(xiàn)狀
        1.2.1 賽車整圈用時(shí)仿真概述及研究現(xiàn)狀
        1.2.2 輪胎動(dòng)力學(xué)模型概述及研究現(xiàn)狀
        1.2.3 車輛動(dòng)力學(xué)模型概述及研究現(xiàn)狀
    1.3 本論文主要研究?jī)?nèi)容和方法
第二章 輪胎動(dòng)力學(xué)模型擬合參數(shù)識(shí)別
    2.1 “魔術(shù)公式”Pacejka2002輪胎模型概述
        2.1.1 “魔術(shù)公式”輪胎模型一般形式
        2.1.2 應(yīng)用在Adams中的“魔術(shù)公式”Pacejka2002輪胎模型
        2.1.3 Pacejka2002輪胎模型的坐標(biāo)系及滑移量定義
        2.1.4 純工況下的Pacejka2002輪胎模型
        2.1.5 聯(lián)合工況下的Pacejka2002輪胎模型
    2.2 基于Matlab優(yōu)化工具箱的Pacejka2002輪胎模型參數(shù)識(shí)別優(yōu)化
        2.2.1 結(jié)合L-M算法的參數(shù)識(shí)別優(yōu)化原理
        2.2.2 Pacejka2002輪胎模型參數(shù)識(shí)別概述
        2.2.3 純工況下識(shí)別結(jié)果分析
        2.2.4 聯(lián)合工況下識(shí)別結(jié)果分析
    2.3 Matlab/Simulink環(huán)境下Pacejka2002輪胎模型的建立
    2.4 本章小結(jié)
第三章 車輛模型建立與仿真試驗(yàn)驗(yàn)證
    3.1 七自由度車輛模型
        3.1.1 車輛動(dòng)力學(xué)方程
        3.1.2 各車輪動(dòng)力學(xué)方程
        3.1.3 各輪胎在輪胎坐標(biāo)系下的側(cè)偏角公式
        3.1.4 各車輪輪心在車輪坐標(biāo)系下的縱向速度公式
        3.1.5 各輪胎縱向滑移率計(jì)算公式
        3.1.6 各車輪載荷轉(zhuǎn)移方程
        3.1.7 動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)模型
        3.1.8 制動(dòng)系統(tǒng)模型
    3.2 Matlab/Simulink環(huán)境下車輛模型的建立
    3.3 多種工況及特定賽道實(shí)車試驗(yàn)
        3.3.1 試驗(yàn)準(zhǔn)備工作
        3.3.2 試驗(yàn)方案流程
    3.4 仿真與試驗(yàn)對(duì)比驗(yàn)證
        3.4.1 直線加速/制動(dòng)工況仿真試驗(yàn)驗(yàn)證
        3.4.2 轉(zhuǎn)向盤角階躍輸入工況仿真試驗(yàn)驗(yàn)證
        3.4.3 雙移線工況仿真試驗(yàn)驗(yàn)證
    3.5 本章小結(jié)
第四章 行駛路線跟蹤仿真
    4.1 行駛路線重建
        4.1.1 基本方法概述
        4.1.2 特定賽道實(shí)車試驗(yàn)采集數(shù)據(jù)處理
        4.1.3 誤差修正算法
    4.2 駕駛員模型
        4.2.1 行駛路線跟蹤仿真概述
        4.2.2 比例因子S_(CF)公式推導(dǎo)
        4.2.3 非線性路線預(yù)描轉(zhuǎn)向控制模型
        4.2.4 速度控制模型
    4.3 賽道行駛路線跟蹤仿真結(jié)果
    4.4 本章小結(jié)
第五章 整圈用時(shí)瞬態(tài)仿真
    5.1 整圈最少用時(shí)的最優(yōu)操縱控制策略問(wèn)題
        5.1.1 車輛模型運(yùn)動(dòng)方程
        5.1.2 賽道邊界約束
        5.1.3 控制范圍約束
        5.1.4 性能指標(biāo)
        5.1.5 整圈最少用時(shí)問(wèn)題描述
    5.2 整圈用時(shí)瞬態(tài)仿真運(yùn)算流程及優(yōu)化算法
        5.2.1 整圈用時(shí)瞬態(tài)仿真運(yùn)算流程
        5.2.2 最優(yōu)操縱控制策略的數(shù)值優(yōu)化算法
    5.3 特定賽道的整圈用時(shí)仿真優(yōu)化及參數(shù)靈敏度研究
        5.3.1 整圈用時(shí)仿真優(yōu)化
        5.3.2 賽車參數(shù)對(duì)整圈最少用時(shí)的影響
    5.4 本章小結(jié)
全文總結(jié)
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄A FNX-16賽車整車模型參數(shù)表


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]輪胎穩(wěn)態(tài)模型的分析綜述[J]. 張向文,王飛躍,高彥臣.  汽車技術(shù). 2012(02)
[2]統(tǒng)一輪胎模型在車輛動(dòng)力學(xué)仿真中的應(yīng)用[J]. 郭孔輝,金凌鴿,盧蕩.  吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2009(S2)
[3]汽車輪胎模型研究現(xiàn)狀及其發(fā)展分析[J]. 王和毅,谷正氣.  橡膠工業(yè). 2005(01)
[4]汽車輪胎側(cè)偏力學(xué)發(fā)展綜述[J]. 趙桂范,崔勝民,杜星文.  輪胎工業(yè). 2000(03)
[5]輪胎側(cè)偏特性研究的特點(diǎn)及其發(fā)展[J]. 劉青,郭孔輝.  汽車技術(shù). 1997(10)
[6]汽車振動(dòng)與載荷的統(tǒng)計(jì)分析及懸掛系統(tǒng)參數(shù)的選擇[J]. 郭孔輝.  汽車技術(shù). 1976(04)

碩士論文
[1]基于限滑差速器的汽車性能仿真與試驗(yàn)研究[D]. 韓偉.吉林大學(xué) 2013
[2]不同輪胎模型對(duì)重型載貨汽車整車性能仿真的影響分析[D]. 馬曉.吉林大學(xué) 2013
[3]基于Excel Solver的常用穩(wěn)態(tài)輪胎模型參數(shù)辨識(shí)[D]. 楊峰.吉林大學(xué) 2011
[4]基于分層式結(jié)構(gòu)汽車底盤系統(tǒng)集成控制研究[D]. 馬國(guó)宸.浙江大學(xué) 2011
[5]FSAE賽車整車性能分析與研究[D]. 柴天.湖南大學(xué) 2009
[6]基于Excel Solver的輪胎模型參數(shù)辨識(shí)方法的研究[D]. 舒靖.吉林大學(xué) 2009
[7]基于MATLAB的汽車ESP系統(tǒng)控制模型及方法研究[D]. 馬春卉.南京理工大學(xué) 2008
[8]ESP—汽車電子穩(wěn)定系統(tǒng)仿真研究[D]. 張長(zhǎng)沖.山東大學(xué) 2007
[9]電控限滑差速器限滑轉(zhuǎn)矩與整車性能匹配的仿真研究[D]. 謝文云.吉林大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3188317