车辆动力学和4WS车辆操纵性能控制：现状、问题和发展
地面车辆动力学-概述说明以及解释
地面车辆动力学-概述说明以及解释1.引言1.1 概述地面车辆动力学是研究地面车辆在运动过程中所涉及的力学和动力学问题的学科。
随着交通工具的普及和运输需求的增加，对地面车辆动力学的研究变得愈发重要。
地面车辆动力学涉及车辆的加速、转弯、制动等各种运动过程，以及车辆在不同路面条件下的稳定性和控制能力。
了解地面车辆动力学可以帮助我们更好地设计车辆、提高车辆性能、增强车辆安全性和舒适性。
在本文中，我们将介绍地面车辆动力学的基本概念和原理，深入探讨车辆的动力传输系统和悬挂系统对车辆性能的影响。
通过对这些内容的分析，我们可以更好地理解地面车辆在运动过程中所面临的各种力学和动力学问题，为地面车辆的设计、控制和优化提供理论支持。
文章结构部分主要是指整篇文章的组织架构和逻辑顺序。
在本篇关于地面车辆动力学的文章中，我们将按照以下结构组织内容：1. 引言1.1 概述1.2 文章结构1.3 目的2. 正文2.1 地面车辆动力学概述2.2 车辆的动力传输系统2.3 车辆悬挂系统3. 结论3.1 总结3.2 应用与展望3.3 结论在引言部分，我们将简要介绍地面车辆动力学的研究背景和重要性，明确本文的目的和意义。
在正文部分，我们将详细讨论地面车辆动力学的概念和原理，以及车辆动力传输系统和悬挂系统的作用和设计原理。
最后，在结论部分，我们将总结文章的主要观点和结论，探讨地面车辆动力学在实际应用中的意义和未来发展方向。
整个结构设计旨在使读者能够系统地了解地面车辆动力学的基本概念和相关知识，并为进一步研究和应用提供基础。
1.3 目的本文的主要目的是探讨地面车辆动力学的基本原理、车辆的动力传输系统和悬挂系统。
通过对地面车辆动力学的概述，我们可以更好地理解车辆在行驶过程中的运动规律和性能表现。
在深入研究车辆的动力传输系统和悬挂系统的设计与优化原理后，我们可以为提高车辆的性能和安全性提供理论支持。
通过本文的研究，我们希望能够加深对地面车辆动力学的理解，并为工程技术人员提供可靠的参考和指导，以推动地面车辆技术的发展和进步。
第五章 汽车转向系统动力学,
第五章汽车转向系统动力学问题的提出汽车转向系统动力学是研究驾驶员给系统以转向指令后汽车在曲线行驶中的运动学和动力学特性。
这一特性影响到汽车操纵的方便性和稳定性，所以也是汽车安全性的重要因素之一，因而成为汽车系统动力学中重要研究内容之一。
汽车操纵稳定性是与汽车的车速密不可分的，早期的低速汽车还谈不上稳定性的问题，最早出现稳定性的问题，是在具有较高车速的轿车上或赛车上，目前，随着车速的不断提高，轿车、大客车、载货汽车的设计都离不开汽车操纵稳定性的研究。
近年来，有许多学者研究这一问题，并取得很多成果。
操纵性不好的汽车的主要表现：1.“飘” －有时驾驶员并没有发出转向的指令，而汽车开始自己改编本方向，使人感到汽车漂浮2.“贼”－有时汽车像受惊的马，忽东忽西，汽车不听驾驶员的指令；3.“反应迟钝”－驾驶员虽然发出指令。
但是汽车还没有转向反映，转向过程反应较慢；4.“晃”－驾驶员发出了稳定的转型指令，可使汽车左右摇摆，行驶方向难以稳定，当汽车受到路面不平，或者是侧向风扰动时，汽车就会出现左右摇摆；5.“丧失路感”－正常汽车转弯的程度，会通过转向盘在驾驶员的手上产生相应的感觉，有些汽车操纵性不好的汽车，特别是在汽车车速较高时，或转向急剧时会丧失这种感觉，这会增加驾驶员操纵困难，或影响驾驶员的正确判断6.“失去控制”－某些汽车的车速超过一个临界值以后，驾驶员已经不能控制器行驶的方向。
汽车的操纵稳定性：在驾驶者不感到过分紧张、疲劳的条件下，汽车能遵循驾驶者通过转向系及转向车轮给定的方向行驶，且当遭遇外界干扰时，汽车能抵抗干扰而保持稳定行驶的能力。
汽车的操纵性：汽车能及时而准确的反映驾驶员主观操作的能力，也就是按照驾驶员的愿望维持或改变原来的行驶路线的能力。
汽车的稳定性：汽车在外力干扰下，仍能保持或很快恢复原来行驶状态和方向，而不致丧失控制、发生侧滑或翻车的能力。
101两者的关系：操纵性的丧失常导致侧滑、回转、甚至翻车；而稳定性的破坏也往往使汽车失去操纵性，处于危险状态。
车辆主动悬架技术的现状和发展趋势
第21卷增刊2000年8月 兵工学报A CTA A RM AM EN TA R IIV o l121Supp l1A ug1 2000车辆主动悬架技术的现状和发展趋势王国丽 顾亮 孙逢春(北京理工大学,北京,100081)摘要 主动悬架能大幅度改善悬架的性能。
本文简要地介绍了车辆主动悬架技术的现状,阐述了最优控制、自适应控制等方法,给出了流量控制和压力控制两种控制方式,并指出了主动悬架的发展方向。
关键词 车辆;主动悬架;综述中图分类号 TJ81+0.332 车辆行驶时,由路面不平等因素引起振动,影响乘坐舒适性和操纵稳定性,甚至影响行驶速度,损坏车辆的零部件和运载的货物。
同时车辆振动也是车内噪声的主要来源。
车辆减振主要是通过使用车辆悬架系统来完成。
设计或优化设计方法选择,一经选定,在车辆行驶过程中就无法进行调节,因而不能适应车辆参数、运行工况等的复杂多变。
在某个特定工况下按目标优化出的悬架系统,一旦载荷、车速和路况等发生变化,悬架在新的工况下便不再是最优。
为了克服这个缺陷,国外在50年代就提出了主动悬架的概念[1]。
主动悬架采用有源或无源可控元件组成一个闭环或开环的控制系统,根据车辆系统的运动状态和外部输入的变化(路面激励或驾驶员方向盘操作)作出反应,主动地调整和产生所需的控制力,使悬架始终处于最佳减振状态。
主动悬架由控制系统和执行机构组成,执行机构为有源液压系统的主动悬架简称全主动悬架,而无源主动悬架则简称半主动悬架。
半主动悬架由可调弹簧或可调阻尼器构成,与全主动悬架相比,最大优点是工作几乎不消耗发动机的功率,结构简单,造价较低,因此受到广泛重视[2]。
1 主动悬架系统的控制理论和方法111 最优控制由于地面对车辆的激励是一个随机的过程,所以这类研究的理论基础是线性随机最优控制理论,它通过建立系统的状态方程提出控制目标和加权系数,再应用控制理论求解所设目标下的最优控制规律。
应用于悬架控制的最优控制方法主要可分为两种:传统的线性最优控制(L inear Op ti m al Con tro l)和最优预测控制(P review Con tro l)。
铁道车辆动力学课件
CONTENTS 目录
• 铁道车辆动力学概述 • 铁道车辆动力学的基本原理 • 铁道车辆动力学分析方法 • 铁道车辆动力学性能评价 • 铁道车辆动力学优化设计 • 铁道车辆动力学未来展望
CHAPTER 01
铁道车辆动力学概述
定义与特点
定义
铁道车辆动力学是研究铁道车辆 在运行过程中受到的力及其对车 辆运动性能的影响的学科。
新技术的应用
磁悬浮技术
利用磁悬浮技术，实现列车与轨道的无接触运行，大幅提高运行 速度和稳定性。
无人驾驶技术
通过引入先进的传感器和控制系统，实现列车自动驾驶和智能调度 ，提高运输效率和安全性。
智能监测与诊断技术
利用大数据和人工智能技术，实现对车辆状态的实时监测和故障诊 断，提高车辆维护和检修效率。
智能化的发展
振动分析
研究弹性体的振动特性和稳定性，包括模态分析和响应计算。
车辆系统动力学
车辆动力学
研究车辆在轨道上的运动规律和性能，包括稳定性、安全性、舒适性和曲线通过 性能等。
车辆系统分析
综合考虑车辆、轨道、牵引供电、信号与控制等多个子系统的相互作用，进行系 统分析和优化设计。
CHAPTER 03
铁道车辆动力学分析方法
特点
涉及多种复杂因素，如车辆-轨道 耦合、悬挂系统、气动效应等， 需要综合考虑动力学、机械、材 料科学等多个领域的知识。
铁道车辆动力学的重要性
1 2 3
提高列车运行安全性和稳定性
通过优化车辆动力学性能，可以减少车辆运行过 程中的颠簸和振动，提高乘客舒适度，同时降低 事故风险。
提高运输效率
良好的车辆动力学性能可以提高列车的加速、减 速和曲线通过能力，缩短旅行时间，提高运输效 率。
电动汽车4WS—4WIS系统状态参数控制方法研究
电动汽车4WS—4WIS系统状态参数控制方法研究作者：范庆科来源：《当代旅游（下旬）》2018年第07期摘要：以基于轮毂电机和转向电机的4WS-4WIS电动汽车为研究对象，分析转向过程中影响电动汽车操纵稳定性和动力性的特征参数，搭建4WS-4WIS电动汽车仿真模型，以质心侧偏角和横摆角速度为目标参数，设计了RBF神经网络控制器，通过软件仿真验证控制方法的有效性。
关键词：疲劳寿命；危险理论；状态监测算法；轮毂轴承单元轮毂电机与转向电机耦合的4WS-4WIS系统，四车轮中的每一个车轮集成了驱动、转向、制动和悬架于一体的操纵功能，易实现车辆的主动安全控制和智能驾驶[1]。
然而，由于4WS-4WIS电动汽车是一个具有多变量时间变化、高度时变性及强机电热磁耦合特性的复杂机电系统，系统运行表现出的非线性具体表现为特征参数序列的不确定性[2～3]，这大大增加了系统的控制的准确性。
当前4WS-4WIS电动汽车控制技术的相关研究归纳起来有以下几类：（1）现有纯电动汽车真正兼具4WS-4WIS功能且致稳性较好的较少，且现有关于就电动汽车动力学系统的研究主要集中在驱动系统。
因此，有必要针对4WID系统、4WIS系统的控制策略进行全面深入研究。
（2）国内外对四轮驱动系统控制技术的研究主要集中在车辆主动安全控制稳定性方面。
然而，较少文献针对驱动系统和转向系统间的关联影响加以研究，尤其是4WIS系统[4]。
（3）现有的关于4WS与4WIS系统协调控制研究大多利用智能优化算法对驱动力矩、制动力矩和四轮转角力进行分配[5]。
该方法虽提升了系统运行性能，却降低了系统的灵活性，一旦车辆动力学系统功能拓展时，必然要重新优化参数。
综上所述，有必要深入研究4WS系统与4WIS系统的控制方法，构建一种适用于基于轮毂电机及转向电机的4WS-4WIS电动汽车状态参数控制策略，从而提高车辆的操稳性。
一、4WS-4WIS电动汽车动力学模型的构建假设前后轴侧向力和其侧偏角为线性化的关系，建立包含质心侧偏角和横摆角速度的线性二自由度单轨模型（如图1所示），建立微分运动状态方程为：二、RBF神经网络控制器设计以质心侧偏角和横摆角速度为目标参数，针对BP神经网络存在收敛速度慢，易陷入局部极小值的缺点，设计了4WS系统RBF神经网络控制器，RBF神经网络包括：输入层、隐含层和输出层共三层结构，其中输入层到隐含层的权值视为1，选择期望前轮转角，纵向车速及车辆的横摆角速度作为该层的输入信号，选择高斯函数作为径向基函数的函数。
汽车底盘控制技术的现状和发展趋势
汽车底盘控制技术的现状和发展趋势摘要：深入研究底盘控制技术的现状和发展前景，有助于推动国家底盘控制技术的发展，改进底盘控制技术在汽车行业的应用，从而提高车辆结构的稳定性和安全性，确保车辆的安全。
目前，我们在车辆控制技术研究方面取得了突破。
但是，由于对汽车底盘控制技术的应用进行了详细而有希望的分析，还有许多其他问题有待解决。
因此，有必要分析车辆控制技术的现状，制定一种更科学的优化地面控制设计的方法，从而确定该技术今后的方向。
从而研究了汽车底盘控制技术的现状和趋势以供指导。
关键词：汽车底盘；控制技术；现状；发展趋势引言随着电动汽车底盘系统复杂性的逐步提高和现代电动汽车向智能化和电气化发展，电动汽车的发展需要进一步完善新的发展路径，即电动汽车的改革和发展方案，因此近年来电动汽车底盘综合控制技术引人注目，但现阶段电动汽车底盘综合控制技术的发展出现了许多问题，这些问题的存在对我国电动汽车的发展产生了重大影响。
1汽车底盘控制系统原理目前，汽车的发展方向是智能化、电动化，汽车底盘控制技术是汽车发展需要考虑的重要组成部分，主要根据驾驶员的相关操作，完成汽车的加速、减速、转向等，对汽车的整体稳定性有很大影响。
驾驶员通过操纵车辆方向盘、油门、刹车踏板等部件来驾驶车辆。
这种操作的执行量主要取决于前轮的转向角度和车轮的驱动力矩或制动力矩，以及轮胎的纵向力和横向力。
汽车底盘控制设计的基本原则是，在给定道路固定系数和车轮垂直力的条件下，正确调节和控制车轮滑动速度和车轮偏转角度，达到间接调节轮胎垂直力和横向力的目的。
充分利用轮胎和包装之间的附着力，达到提高汽车主动安全性、机动性和舒适性的目的。
2电动汽车专用底盘的开发现状许多汽车制造商在制造新的汽车专用外壳方面存在许多技术困难。
因此，许多制造商正在合作制造电动汽车外壳。
电动汽车的总重量16吨或8吨虽然广泛应用，但在生产方面也存在很多问题。
例如，总的问题是生产技术很高，有些企业技术不符合生产标准。
铁道车辆工程中的动力学与控制研究
铁道车辆工程中的动力学与控制研究铁道车辆工程是一门涉及动力学与控制的研究领域，它关注着如何提高列车的运行效率和安全性。
在这个领域里，动力学和控制理论的研究是非常重要的。
一、动力学方面的研究在铁道车辆工程中，动力学是不可忽视的一个方面。
动力学研究的是列车在运行过程中的力学特性和运动规律。
通过对列车的动力学性能进行研究，可以帮助我们了解列车受力情况以及对列车的牵引力、制动力、悬挂力等进行控制和优化。
动力学研究的一个重要方面是列车的牵引力。
在提高列车运行效率方面，减小牵引力损失是一个重要的课题。
研究人员通过对列车不同速度下的阻力进行分析，提出了一种新型的动力学控制策略，即车辆牵引力的优化控制。
通过优化运行速度和牵引力配合，可以既提高列车的加速度，又降低牵引力损失，从而提高列车的运行效率。
另一个动力学研究的方向是列车的制动力。
制动力是保证列车安全停车的一个关键要素。
研究人员根据列车的制动力要求，探讨了一种新型的列车制动力调节系统。
该系统根据列车制动距离和运行速度，自动调整列车的制动力大小，从而实现快速且安全地停车。
二、控制方面的研究除了动力学研究，控制理论在铁道车辆工程中也起着重要的作用。
控制理论的研究旨在设计合理的控制策略，以保证列车在运行过程中的稳定性和安全性。
控制理论中的一个重要分支是自适应控制。
自适应控制的研究目标是根据列车的实时状态，自动调整控制参数，以适应不同的工况条件。
例如，在列车通过曲线轨道时，自适应控制系统可以根据列车的速度和曲线半径，自动调整列车的运行轨迹，从而提高列车通过曲线的稳定性。
此外，控制理论还涉及到列车的自动驾驶技术。
自动驾驶技术的研究意义在于减少驾驶员的操作负担，提高列车的运行安全性。
通过使用激光雷达和摄像机等传感器，自动驾驶系统可以获取列车所处环境的信息，进而实现对列车的自主导航和自动控制。
综上所述，铁道车辆工程中的动力学与控制研究对于提升列车的运行效率和安全性具有重要意义。
汽车系统动力学习题答案
汽车系统动⼒学习题答案1.汽车系统动⼒学发展趋势随着汽车⼯业的飞速发展，⼈们对汽车的舒适性、可靠性以及安全性也提出越来越⾼的要求，这些要求的实现都与汽车系统动⼒学相关。
汽车系统动⼒学是研究所有与汽车系统运动有关的学科，它涉及的范围较⼴，除了影响车辆纵向运动及其⼦系统的动⼒学响应，还有车辆在垂向和横向两个⽅⾯的动⼒学内容，随着多体动⼒学的发展及计算机技术的发展，使汽车系统动⼒学成为汽车CAE技术的重要组成部分，并逐渐朝着与电⼦和液压控制、有限元分析技术集成的⽅向发展，主要有三个⼤的发展⽅向：（1）车辆主动控制车辆控制系统的构成都将包括三⼤组成部分，即控制算法、传感器技术和执⾏机构的开发。
⽽控制系统的关键，控制律则需要控制理论与车辆动⼒学的紧密结合。
（2）多体系统动⼒学多体系统动⼒学的基本⽅法是，⾸先对⼀个由不同质量和⼏何尺⼨组成的系统施加⼀些不同类型的连接元件，从⽽建⽴起⼀个具有合适⾃由度的模型；然后，软件包会⾃动产⽣相应的时域⾮线性⽅程，并在给定的系统输⼊下进⾏求解。
汽车是⼀个⾮常庞⼤的⾮线性系统，其动⼒学的分析研究需要依靠多体动⼒学的辅助。
（3）“⼈—车—路”闭环系统和主观与客观的评价采⽤⼈—车闭环系统是未来汽车系统动⼒学研究的趋势。
作为驾驶者，⼈既起着控制器的作⽤，⼜是汽车系统品质的最终评价者。
假如表达驾驶员驾驶特性的驾驶员模型问题得到解决后，“开环评价”与“闭环评价”的价值差别也许就不存在了。
因此，在⼈—车闭环系统中的驾驶员模型研究，也是今后汽车系统动⼒学研究的难题和挑战之⼀。
除驾驶员模型的不确定因素外，就车辆本⾝的⼀些动⼒学问题也未必能完全通过建模来解决。
⽬前，⼈们对车辆性能的客观测量和主观之间的复杂关系还缺乏了解，⽽车辆的最终⽤户是⼈。
因此，对车辆系统动⼒学研究者⽽⾔，今后⼀个重要的研究领域可能会是对主观评价与客观评价关系的认识2.⽬前汽车系统动⼒学的研究现状汽车系统动⼒学研究内容范围很⼴，包括车辆纵向运动及其⼦系统的动⼒学响应，还有车辆垂向和横向动⼒学内容。
车辆系统动力学
2. 系统具有整体性
系统虽是由多种元素组成，但系统的性能不 是各元素性能的简单组合，而是相互影响的，所 以这种组合使系统的整体功能获得新的内容，具 有更高的价值。例如一辆汽车是由发动机、传动 系、车轮、车身、操纵系统组成。单有发动机只 能发出动力，不会自己行走，但当发动机装在具 有车轮的汽车底盘上，就成为可以行走的汽车， 成为一种交通工具，其功能就与一台发动机大不 相同。由此可见，研究系统特性应从整体的观点 来看。系统的性能是由其整体性能为代表，而不 是由某一个元素所能代替的。
4. 系统具有功能共性
系统中存在着物质、能量和信息的流动， 并与外界(环境)进行物质、能量和信息的交 流，既可以从外界环境向系统输入或从系统向 外界环境输出物质、能量和信息。这是任何系 统都具有的功能，称为系统的功能共性。如汽 车系统中把燃料的燃烧热能转换为汽车的行驶 动能，在这一过程中，发动机吸收氧气，而排 除废气。这一过程有能量的交流，也有物质的 交流。
第一章 绪论
• 1.1 系统与系统动力学的概念 • 1.2 汽车系统动力学的研究内容和特点 • 1.3 汽车系统动力学的研究方法
1.1 系统与系统动力学的概念
在我们真实的大千世界中，存在着许多由一组物 件构成，以一定规律相互联系起来的实体，这就是系 统，自然界就有太阳系、银河系这样的大系统，这种 系统是脱离人的影响而自然存在，称为自然系统，还 有如生物、原子内部也构成了自然系统，还有一种系 统是通过人的设计而形成的系统，称为人工系统，如 生产系统、交通运输系统、通信系统；人工组合和自 然合成的组合系统,如导航系统。 本文主要是研究人工的物理系统及其特性。 如果把汽车的构成看成是一大系统，那么这一系 统应表示为(如图1-1)：
一个系统可能由若干个环节组成，画出各环节的 方框图，然后将这些方框图联系起来，就构成了系 统的方框图。因此，方框图是数学模型－传递函数 的图解化 。
车辆系统动力学解析
汽车系统动力学的发展现状仲鲁泉2014020326摘要：汽车系统动力学是研究所有与汽车系统运动有关的学科，它涉及的范围较广，除了影响车辆纵向运动及其子系统的动力学响应，还有汽车在垂直和横向两个方面的动力学内容。
介绍车辆动力学建模的基础理论、轮胎力学及汽车空气动力学基础之外，重点介绍了受汽车发动机、传动系统、制动系统影响的驱动动力学和制动动力学，以及行驶动力学和操纵动力学内容。
本文主要讲述的是通过对轮胎和悬架的系统动力学研究，来探究汽车系统动力学的发展现状。
关键词：轮胎；悬架；系统动力学;现状0 前言汽车系统动力学是讨论动态系统的数学模型和响应的学科。
它是把汽车看做一个动态系统，对其进行研究，讨论数学模型和响应。
是研究汽车的力与其汽车运动之间的相互关系，找出汽车的主要性能的内在联系，提出汽车设计参数选取的原则和依据。
车辆动力学是近代发展起来的一门新兴学科。
有关车辆行驶振动分析的理论研究，最早可以追溯到100年前。
事实上，知道20世纪20年代，人们对车辆行驶中的振动问题才开始有初步的了解；到20世纪30年代，英国的Lanchester、美国的Olley、法国的Broulhiet开始了车辆独立悬架的研究，并对转向运动学和悬架运动学对车辆性能的影响进行了分析。
开始出现有关转向、稳定性、悬架方面的文章。
同时，人们对轮胎侧向动力学的重要性也开始有所认识。
在过去的70多年中，车辆动力学在理论和实际应用方面也都取得了很多成就。
在新车型的设计开发中，汽车制造商不仅依靠功能强大的计算机软件，更重要的是具有丰富测试经验和高超主观评价技能的工程师队伍。
在随后的20年中，车辆动力学的进展甚微。
进入20世纪50年代，可谓进入了一个车辆操纵动力学发展的“黄金时期”。
这期间建立了较为完整的车辆操纵动力学线性域（即侧向加速度约小于0.3g）理论体系。
随后有关行驶动力学的进一步发展，是在完善的测量和计算手段出现后才得以实现。
人们对车辆动力学理解的进程中，理论和试验两方面因素均发挥了作用。
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代韧在汽车上得到应用以来一直持续发展着 正逐渐成为普 通轿车的标准配置.它们 主要影响车辆的纵向 (o gu l I f d m ni J j t r 运动 ,作用于每个车轮以保持轮胎 的刹车力或驱 动力接近于 可能的峰值并力求保证车辆在各种 路面上刹车时的方 向控制
主动或 半主动 悬架系 统 ( c v up ni s 在高 档轿 A te S se s n ) i o
车上 已有较多应用[~ 3 .其原理是利用 电控单元加液压系统控 - g 制 车辆的垂 直方 向 ( et a) vrc1 运动 i 其主要 目标在 于改善 :
乘坐舒适 眭: ②轮胎地 面接触 力 ; ③悬架的工作空间 ; ④车辆
妊
发现 , 鲁棒控制不能解决所有 问题 这是 因为 . 较成熟的鲁棒 控制理论仍在线性控制理论 的框架巾 ,它 能完全包容轮胎
删偏刚 度急剧地下降 的情况. 物理上 当要求的轮腊力超 出路 面轮 胎间所能提供 的最大摩擦力 以后,此时的侧偏 刚度表达 为一个负值 , 此刻控制系统将趋向于失穗. 既然 非线性 因素要 起主要作用 ,基于非绒 眭控制 的一些 理论和方法就顺理成章地被应用于 4 车辆.典型的如基于 WS 神经网络理论 的控制方法1.其要点 在于识别是神经 网络模 型来适应物理过程 中的非线性原因 ,还是轮胎船 面接触在高 横 向加速 度情况下的表现的非线 胜特征 .这种方法的主要忧 点在于 ,它并不需要任何对 自适应识别和控制的理论 的稳定
悬 架 的 眭能 .
一
原因 ,还是轮胎 赂面接触在高横 向加速度情况下的表现的非
线性.
自上世纪 9 年代 中期 以来 , o 确不少耆棒控制方 法应用于 4, 控 制.包 括 H∞控制方法 , gS ' H∞ 与 综台控制结合 方 法 . 滑模控制 (l igmoecn o ) sdn d ot 1 方法 唔 . i r 虽然仿真和试 验表明 , 这些鲁棒控制方法对改善 4 车辆 的操纵性能确实 WS 有效也提高 了控制对车辆参数和扰 动的鲁棒性 但人们仍然
能力.
也难度很 大.基于以上认 馘 , 近来 4 控 制领 域更加青崃另 WS
一
类控制策略 , 鲁棒控制 青棒控制的出发点就是 : …. 这些参
数本身就存在着一 些变 化 ,控制系统要能谤包容它们 而不 是 试图严格地 限制识别这些参数 的误差 = 早期 的 4 WS控制技术使用开环 控制 , 它是斗 后轮转 向角 苷 确定为前轮转 向角的与 车速有关的 数 之后 ,利用横 摆率 ( a a 反馈的后轮转 向角闭巧控制被 发展 .通过对操纵 yw rt e) 转 向更仔细 的分析 ,发现对后轮转向引入一 个时问滞后 能够 改善稳定性和操 纵性能 近年来 , 用于 4 WS的控制案略越来 越 复杂 , 这时人们发现 , 望的控制表现常常不能达 到.究其 希
数 有很 大 困难 ,随 之 而 来 要 求 的稳 定 性 分 析 和 控 制 系统 设 计
它研究立 何保证在正常行驶情况和紧急状态时 的汽车跟随驾 u
驶员操纵指令的能力. 随着电子技 术和控制理论 的发展 , 现代 汽车上电子控制单元 ( C 用得越来越多 , E U) 其中很大部分用 于车辆操纵性 能的改善 比较熟知 的如 A S C ( mie rkn yt v r t n B " S A l k BaigSs rT最有效底盘控制技术 .使用 4 WS
是4 轮转向技术 ( WS f rw els ei 4 , u— he t r g) o e n
① ②减少 车牢 阿 警 技术 的主酉 目的有 : 减少 车辆质心侧滑 角 p; 昌 横摆率 ( e a 与车辆横向加速度 la r ce r i 之 yw re) t lea acl a o t l e t n)
的姿奄 . 主动悬架也可以通过控制主动滚转力矩在车辆前 , 后 轴上的分布来影响车辆的纵 向和横 向 (a r ) 1ea 运动.设计 主 t 1 动悬架系统常用最优控制 ,uL ~Q 女 gL G控制方法 ; 用预报控制 ( rv w cn ) 通过 删量前轮下 的路面轮廓 . 以改善 后 pei ot , e ~1 可
1 引言
车辆操纵 眭是决定汽车性 能以及 主动安全的关键 之一 ,
横向力强烈地依赖于轮胎垂向载荷 和纵 向力 , 因此 , 要求控制 律也强烈地敏感于车辆运动和环境情况 . 为解决这些问题 , 控制上讲有两类 策略可用 . 其一是 自适 应控制 , 它的思路是 : 既然描述实际物理现象 的许多参数 在整 个过程 中是变化 的,实时的识别这些参数并使控制适 应于它 们应有更好的效果. 但研究表 明, 在高横 向加速度情况下所要 求的操纵转向角输人是很小 的,要准确识别实时 辆 响应参
( 加轮腊横向力的裕度 即使其远离饱 和状态 . 籀 间的相差 : 曾 从驾驶的观点看 ,WS车辆低 速时有较小的转弯半径 , 4 这增强 期 r车辆的低速性能 ,如更加灵活和方便于泊车 ;高速时 4 WS 车辆由于有较小 p 角和柏差 , 高速变道将更加 乎滑 . 操纵控
嘲 制更容易 , 乘客感觉更加舒适 ; 高速 紧急避让时 , 车体较少甩 酪 减少了车体扫过的包线面积 , 从而减少了碰撞 的可能性
维普资讯
车辆动 力学和 4 WS车辆操纵性 能 控制 : l, 现; 问题 和发展 六
陈 南
( 南走学机械 工程 系, 东 南京 2 0 9 10 6)
偏 角 的呈 现 饱和 效 应 , 力不 再 比倒 于 轮胎 转 向 . 时轮 胎 该 此