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基于后轮主动脉冲转向的车辆稳定性分析与试验

发布时间:2019-07-23 08:53
【摘要】:为了提高车辆操纵稳定性,提出一种后轮主动脉冲转向控制策略,并对此做了理论分析和试验研究。基于试验Lexus车辆分析脉冲转向系统对车辆稳定性能的影响并确定最优的主动转向脉冲参数。设计了控制策略结构与算法,基于Car Sim和Simulink联合仿真分析,验证所提控制方法的有效性。基于试验Lexus车辆,安装液压脉冲转向系统并进行整车试验研究,验证后轮脉冲转向的实用性。仿真和试验结果表明:质心侧偏角和侧向加速度在峰值处分别减小了46.8%、23.5%,提高了汽车的横向稳定性;侧倾因子能控制在设定的阈值范围[-0.8,0.8],车辆侧倾角减小了25.4%,能有效改善车辆防侧翻能力,且展现出比后轮主动转向更好的控制效果。
【图文】:

液压传递控制模块


冲转向作用于后轮,来提高车辆的稳定性并没有充分研究。基于此,本文以Lexus车辆为研究对象提出一种后轮主动脉冲转向控制策略,进行理论分析,并设计硬件系统做整车试验验证。分析主动脉冲信号参数对车辆动力学性能的影响并确定最优值;运用Simulink和CarSim联合仿真,验证后轮主动脉冲转向系统的有效性;设计液压脉冲发生装置并安装在Lexus试验车上,进行道路试验,验证主动脉冲转向控制系统的实用性。1转向系统硬件设计与建模1.1转向系统设计与建模利用液压系统来产生试验和仿真所需的转向信号,液压传递装置见图1,执行机构安装在多连杆悬架的横拉杆上,如图2。液压油被输送到执行机构中推动后轮进行转向,其油量的大小和方向,即转向幅值和频率,由驱动电动机控制的液压阀转速和转向决定,驱动电动机的运转由控制系统决定。图1液压传递控制模块Fig.1Hydraulictransmissioncontrolmodule液压-机械脉冲转向系统可以看成由液压传递部分和液压缸执行部分组成,其原理图如图3所示。图2脉冲执行机构的安装Fig.2Installationofpulseactuator图3液压传递装置原理图Fig.3Principlediagramofhydraulictransmissionsystem通过适当的流体运动基本假设,再结合液压缸运动与液压阀流量方程,此液压系统的压力和流量方程可描述为kqxv=Aedydt+KPL+CdPLdt(1)式中Ae———液压缸有效作用面积kq———液压阀流量系数xv———液压阀转速y———执行机构活塞的运动位移PL———活塞左右两端的压力差K———液压系统流阻系数C———液压系统容量系数考虑作用在活塞杆上的轮胎的转向阻尼系数c与载荷m,液压缸机械执行部分方程为F=AePL=md2yd2t+cdydt

脉冲执行机构的安装Fig.2Installationofpulseactuator


浞盅芯俊?基于此,本文以Lexus车辆为研究对象提出一种后轮主动脉冲转向控制策略,进行理论分析,并设计硬件系统做整车试验验证。分析主动脉冲信号参数对车辆动力学性能的影响并确定最优值;运用Simulink和CarSim联合仿真,验证后轮主动脉冲转向系统的有效性;设计液压脉冲发生装置并安装在Lexus试验车上,,进行道路试验,验证主动脉冲转向控制系统的实用性。1转向系统硬件设计与建模1.1转向系统设计与建模利用液压系统来产生试验和仿真所需的转向信号,液压传递装置见图1,执行机构安装在多连杆悬架的横拉杆上,如图2。液压油被输送到执行机构中推动后轮进行转向,其油量的大小和方向,即转向幅值和频率,由驱动电动机控制的液压阀转速和转向决定,驱动电动机的运转由控制系统决定。图1液压传递控制模块Fig.1Hydraulictransmissioncontrolmodule液压-机械脉冲转向系统可以看成由液压传递部分和液压缸执行部分组成,其原理图如图3所示。图2脉冲执行机构的安装Fig.2Installationofpulseactuator图3液压传递装置原理图Fig.3Principlediagramofhydraulictransmissionsystem通过适当的流体运动基本假设,再结合液压缸运动与液压阀流量方程,此液压系统的压力和流量方程可描述为kqxv=Aedydt+KPL+CdPLdt(1)式中Ae———液压缸有效作用面积kq———液压阀流量系数xv———液压阀转速y———执行机构活塞的运动位移PL———活塞左右两端的压力差K———液压系统流阻系数C———液压系统容量系数考虑作用在活塞杆上的轮胎的转向阻尼系数c与载荷m,液压缸机械执行部分方程为F=AePL=md2yd2t+cdydt(2)1.2模型参数辨识为进一步研究液压转向系
【作者单位】: 湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室;滑铁卢大学机电工程学院;
【基金】:“十二五”国家科技支撑计划项目(2015BAF01B01)
【分类号】:U463.4

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本文编号:2518045

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