本文關(guān)鍵詞：基于LuGre摩擦理論的動態(tài)輪胎模型研究

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【摘要】：目前廣泛應(yīng)用的輪胎穩(wěn)態(tài)模型,對輪胎的動態(tài)特性描述存在一定的誤差,本文引進(jìn)一種新型的輪胎模型--LuGre動態(tài)輪胎模型,該模型可以較好的解釋輪胎和路面之間的摩擦力,并且能夠準(zhǔn)確描述輪胎在摩擦環(huán)節(jié)的動態(tài)特性。本文在綜合輪胎模型的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,基于LuGre動態(tài)摩擦理論,建立用于研究車輛動力學(xué)特性的動態(tài)輪胎模型,推導(dǎo)了車輛輪胎縱向力和側(cè)向力的表達(dá)式,以此作為基礎(chǔ)進(jìn)行整車動力學(xué)的模擬仿真。并且采用遺傳算法對輪胎模型中的穩(wěn)態(tài)及動態(tài)參數(shù)進(jìn)行辨識,對模型參數(shù)對模型精度的影響進(jìn)行比較分析。利用MATLAB/Simulink,建立七自由度整車動力學(xué)模型,模型包含車輛縱向運動、側(cè)向運動以及橫擺運動和四個車輪的轉(zhuǎn)動運動,對整車模型進(jìn)行轉(zhuǎn)彎制動仿真,結(jié)果表明本文所建立的動態(tài)輪胎模型準(zhǔn)確度較好,能夠用于對車輛動態(tài)特性仿真研究。最后,借助系統(tǒng)仿真軟件ADAMS/Car,建立了某轎車包含車身、前后懸架、轉(zhuǎn)向系及輪胎等子系統(tǒng)的整車動力學(xué)模型,采用魔術(shù)公式輪胎模型與采用LuGre動態(tài)輪胎模型的整車模型進(jìn)行對比,用來驗證本文研究的動態(tài)輪胎模型的準(zhǔn)確程度。在對兩種模型進(jìn)行同樣的轉(zhuǎn)向盤角階躍輸入試驗和雙移線試驗,對側(cè)偏角等瞬態(tài)響應(yīng)結(jié)果進(jìn)行比較,結(jié)果表明本文所建立的LuGre輪胎模型與魔術(shù)公式模型具有一致性,能夠用來對車輛動態(tài)力學(xué)特性進(jìn)行研究。
【關(guān)鍵詞】：LuGre摩擦理論 輪胎模型 參數(shù)辨識 整車模型
【學(xué)位授予單位】：東北林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U463.341
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 緒論7-12
• 1.1 課題背景7-8
• 1.2 課題研究意義8
• 1.3 輪胎模型的概述8-10
• 1.4 輪胎的力學(xué)特性10-11
• 1.5 本文的研究內(nèi)容11-12
• 2 LuGre摩擦理論及動態(tài)輪胎模型12-25
• 2.1 摩擦理論概述12-16
• 2.1.1 摩擦現(xiàn)象12-13
• 2.1.2 摩擦特性13-14
• 2.1.3 輪胎與路面摩擦14-15
• 2.1.4 輪胎接地形狀和壓力分布15-16
• 2.2 LuGre摩擦模型16-20
• 2.2.1 LuGre摩擦模型原理及特點16-17
• 2.2.2 集中式LuGre輪胎模型17-18
• 2.2.3 分布式LuGre輪胎模型18-20
• 2.3 研究用LuGre輪胎模型20-24
• 2.3.1 輪胎運動坐標(biāo)系20
• 2.3.2 縱向側(cè)向聯(lián)合工況下的輪胎模型20-22
• 2.3.3 LuGre輪胎模型的動態(tài)特性22-24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 3 輪胎模型參數(shù)辨識25-38
• 3.1 參數(shù)辨識介紹25-27
• 3.1.1 遺傳算法25
• 3.1.2 遺傳算法的構(gòu)成要素25-26
• 3.1.3 遺傳算法的特點和計算步驟26-27
• 3.2 應(yīng)用遺傳算法前提條件27-28
• 3.3 LuGre模型參數(shù)辨識28-35
• 3.3.1 靜態(tài)參數(shù)辨識28-32
• 3.3.2 動態(tài)參數(shù)辨識32-35
• 3.4 模型參數(shù)分析35-37
• 3.4.1 μ_c對μ-s曲線的影響35-36
• 3.4.2 μ_s對μ-s曲線的影響36
• 3.4.3 σ_0對μ-s曲線的影響36-37
• 3.4.4 θ對μ-s曲線的影響37
• 3.5 本章小結(jié)37-38
• 4 LuGre模型的應(yīng)用及驗證38-53
• 4.1 輪胎模型的動力學(xué)實現(xiàn)38-47
• 4.1.1 車輛坐標(biāo)系38
• 4.1.2 七自由度車輛動力學(xué)方程38-42
• 4.1.3 仿真模型的建立42-45
• 4.1.4 整車模型初步仿真45-47
• 4.2 整車參數(shù)化建模47-49
• 4.2.1 建模方法47
• 4.2.2 建模步驟47-48
• 4.2.3 仿真工況48-49
• 4.3 LuGre輪胎模型的驗證49-52
• 4.3.1 轉(zhuǎn)向盤角階躍試驗49-51
• 4.3.2 雙移線試驗51-52
• 4.4 本章小結(jié)52-53
• 結(jié)論53-54
• 參考文獻(xiàn)54-57
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文57-58
• 致謝58-59

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本文編號：969330