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车辆动力学及其非线性控制理论技术的研究

随着汽车行驶速度的显著提高和道路行车密度的急剧增大,交通事故的发生率逐年呈上升趋势,所以全方位、可靠地提高汽车的主动安全性能就成为摆在汽车设计、开发及科研人员面前一项紧迫而艰巨的任务。而基于汽车轮胎与路面之间的附着性能随车轮滑动率改变而变化的机理所开发的、旨在改善车辆在不同工况下操纵性稳定性的一些高技术系统包括防抱制动(ABS)、防滑驱动(ASR)及车辆动力学稳定性控制(VDSC)系统,更是受到汽车制造商的青睐和厚爱,都在积极地加紧试制,以期更快更早地占领市场。ABS侧重于在制动过程中防止车轮抱死,缩短制动距离。ASR着眼于在驱动过程中通过牵引力控制来防止驱动车轮发生滑转,获得良好的加速性能和行驶方向稳定性。而VDSC系统主要在车辆大侧向加速度、大侧偏角的极限工况下工作,通常利用左、右两侧车轮附着力之差产生的横摆力矩来达到稳定性控制目的。本文在充分地分析了ABS、ASR及VDSC这三个主动安全技术的研究现状和发展趋势的基础上,主  (本文共193页) 本文目录 | 阅读全文>>

长安大学
长安大学

多电机驱动增程式车辆动力匹配与非线性转向动力学研究

随着车辆行驶高速化的发展,车辆高速、大转角转向稳定性的问题越来越突出,且该问题在车辆动力学的研究中也越来越重要,而4轮转向技术可在很大程度上改善车辆高速、大转角转向的稳定特性。论文依托国家863计划现代交通技术领域重大项目增程/插电式重型商用车底盘开发(批准号:2012AA111106),以多电机驱动增程式环卫垃圾车辆为研究对象,研究多电机驱动增程式车辆的匹配方法;并从车辆非线性动力学模型、非线性动力学运动稳定性理论及非线性动力学结构稳定性理论3个不同的方面,对4电机驱动增程式车辆非线性转向动力学进行研究;通过建模仿真与非线性动力学理论研究,得到多电机驱动增程式车辆的匹配方法与4轮非线性转向的变化特性规律,为完善多电机驱动增程式车辆动力系统匹配研究及4轮转向技术在车辆上的应用提供了理论基础与研究依据。文章的主要工作如下:在传统动力匹配方法的理论基础上,提出多电机驱动增程式车辆的匹配原则与方法。以多电机驱动增程式环卫垃圾车辆为研究...  (本文共151页) 本文目录 | 阅读全文>>

铁道部科学研究院
铁道部科学研究院

中高速条件下车红桥动力分析模型与轨道不平顺影响

本文以中高速线路轨道不平顺对车辆走行性能的影响作为研究主题,建立了以车线、车线桥耦合系统动力模型,从模型分析角度系统地讨论了有碴线路主要形式的轨道不平顺对中高速车辆走行性能的影响规律、中高速线路轨道短波不平顺对轮轨系统动力响应的影响以及桥上线路特殊形式的轨低高低不平顺对中高速车辆动力特性的影响。轨道不平顺实质上是一个与线路里程有关的复杂随机过程,它包含沿轨道全长的弱平稳随机过程和反映轨道局部特征的非平稳过程,本文从轨道不平顺局部特征和轨道不平顺统计特征两个方面对轨道不平顺的特征进行了描述,即用不平顺幅值、峰峰值、平均变化率和波长、半波长、1/4波长、谐波特性来描述轨道不平顺的局部特征,采用不平顺幅值的统计特性参数和不平顺功率谱密度函数来描述轨道不平顺统计特征,并基于时域分析的需要,将轨道局部不平顺表述为可用数学方式描述的函数,对随机轨道不平顺则采用随机过程的数值模拟方法(二次滤波法)由轨道不平顺功率谱构造时域内的轨道不平顺函数。...  (本文共148页) 本文目录 | 阅读全文>>

中北大学
中北大学

粘弹性胶体缓冲器非线性时滞动力系统建模及随机最优控制研究

粘弹性胶体缓冲器是履带车辆悬挂系统的一个部件,对车辆平顺性、缓冲性和悬挂系统的正常工作有着至关重要的作用。粘弹性胶体缓冲器主要由粘弹性胶体、活塞、缸体等组成。粘弹性胶体是一种可压缩的聚硅氧烷材料,其性能介于液压油和橡胶之间。当受到外力作用时,活塞压缩粘弹性胶体,吸收能量并储存势能;当外力消失后,粘弹性胶体膨胀,推动活塞回位。设计粘弹性胶体缓冲器时,最关键的是要建立阻抗力与活塞位移和速度之间的数学模型,其中的刚度与阻尼也随着活塞位移和速度发生变化。从数学上讲,阻抗力与活塞位移、速度、刚度、阻尼之间的关系是非线性时滞动力系统的本构关系。该本构关系是一非线性泛函,具有明显的非光滑、强非线性特性。描述非线性时滞动力系统的数学模型是非线性时滞微分方程(组)。本文采用理论分析与试验研究相联合的方法,研究了非线性时滞动力系统的解法、数学建模方法及随机最优控制理论,确定了缓冲器刚度和阻尼的调控范围,建立了阻抗力与活塞位移、速度、刚度、阻尼之间的...  (本文共154页) 本文目录 | 阅读全文>>

吉林大学
吉林大学

重型车辆多轴转向控制方法及仿真

随着工程建设和生产发展的需要,重型多轴车辆应用越来越广泛,其中,多轴转向性能好坏直接影响整车的操纵稳定性、主动安全性和使用经济性,如何提高车辆的转向性能是重型多轴车辆的重要技术攻关项目之一。目前,国外公开发表的关于多轴转向技术方面的文献很少,国内关于多轴转向技术的研究又主要集中在车辆转向杆系几何尺寸、布置位置的优化上,只有极少部分侧重于多轴转向的控制策略研究,这些文献往往把多轴车辆简化成一线性模型作为被控对象,且忽略驾驶员的主观反馈作用,综合考虑以上因素,本文对重型车辆转向控制策略做了进一步研究。重型车辆转向控制策略的有效性直接依赖于车辆动力学模型的精确性,本文分别从二自由度模型到三自由度模型、从线性模型到非线性模型、从开环车辆模型到驾驶员—车辆闭环模型来研究多轴车辆的转向控制策略。论文首先在已有的理论基础上,利用拉格朗日方程推导出多轴车辆线性三自由度动力学模型,通过输出反馈最优控制理论设计多轮横摆联合最优控制器,基于simul...  (本文共87页) 本文目录 | 阅读全文>>

重庆大学
重庆大学

连续减速带激励下多自由度车辆悬架系统的混沌振动与控制

汽车是一个包含多种非线性部件的高度集成系统,如悬架系统、轮胎、座椅中都存在悬架弹簧的刚度、液压阻尼器、流体动压阻尼的非线性以及轮胎刚度的非线性等诸多非线性因素。在路面不平度激励作用下,整个车辆的动力学行为表现出分岔、混沌等复杂的非线性特性。这些非线性现象将导致车辆振动加剧、威胁行车安全和影响舒适性、引起不期望的路面振动和噪声。运用非线性理论研究汽车与路面激励相互耦合、相互激励导致的非线性汽车动力学现象及其抑制方法是一个重要课题。为了更真实地模拟实际的车辆系统,获得更有价值的结果,论文重点以高速路面常见的连续减速带为外部激励,以多自由度非线性车辆悬架系统为研究对象,对具有非线性特性的四自由度半车模型和七自由度整车模型进行混沌振动和混沌控制研究,力图通过对抽象出的数学模型的分析,研究其在不同的激励条件和系统参数改变的情况下的非线性动力学特性,揭示混沌运动的本质及其影响,设计合理的混沌控制方法,从而能够更好地控制系统的混沌振动,最终为...  (本文共181页) 本文目录 | 阅读全文>>