基于主动式横向稳定杆的车辆防侧倾控制器设计与优化
发布时间：2022-01-07 09:38
汽车在行驶过程中,当遇到急速转弯或路面不平度较大的状况时,车身由于受到离心力和载荷转移的影响容易发生侧倾。当侧倾角过大时易导致侧翻事故的发生,严重威胁司机与乘客的生命财产安全。在此背景下,基于主动横向稳定杆提升车辆侧倾稳定性的技术应运而生,该技术相对于诸如主动悬架、差动制动等防侧倾技术具有开发成本低以及简单有效的优点而受到国内外众多学者的关注。本文正是围绕当下主动横向稳定杆控制技术的热点问题展开了如下研究:首先,基于被动式横向稳定杆建立有限元模型,对横向稳定杆不同阶数下的模态及扭转刚度进行了仿真分析,并结合稳定杆的结构尺寸由理论公式计算出侧倾角刚度,并通过实验测量稳定杆的扭转刚度以验证其满足侧倾角刚度的使用要求。通过比较有限元分析与理论计算值的结果,证明了在误差允许的范围内,选用的稳定杆杆型能为悬架系统提供充足的侧倾刚度,为进一步动力学建模及控制器的研究奠定了基础。其次,在建立的三自由度车辆动力学模型基础上,为了改进传统模糊PID控制器的微分超调现象,设计了对噪声等线性系统具有良好抑制能力的模糊PI-PD控制器,并对比了有无模糊规则情况下的控制器对车辆侧倾角及侧倾角速度的影响;为进一步...
【文章来源】：东北林业大学黑龙江省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１各车型侧翻发生率统计??引发车辆侧翻事故的原因很多，除了部分是由于驾驶员操作不当而引发的交通事故，??
部分称为杆身，将与车轴垂直部分称为摇臂。杆身中部通过橡胶衬套及安装支架与车身??铰接，摇臂的末端则直接或通过支杆间接与悬架下摆臂或弹簧支座相连，其具体布置结??构如图１－２所示【１１］。??＼横＿??图１－２汽车横向稳定杆??当汽车在平直的路况下行驶时，左右侧车轮在垂直路面方向上的运动几乎是同步的，??使得悬架两侧的变形相同，此时的横向稳定杆在衬套套筒内做自由转动，对车身的侧倾??运动不起作用，相当于被动横向稳定杆；当车辆遇到路面不平度较大或者急转弯情况下，??车身由于受到侧倾力的作用而导致悬架左右两侧产生不等程度的变形，稳定杆的两端端??点相对于摇臂端点的垂向距离也产生不同程度的变形，使得稳定杆整体产生扭转形变。??由于横向稳定杆本身具有一定弹性，因此将产生抵消杆体扭转变形的趋势，从而在固定??于车身上的橡胶衬套处形成一对大小相等、方向相反的作用力，同时经衬套传递给车身，??形成车身的反侧倾力矩。在反侧倾力矩的作用下
＼横＿??图１－２汽车横向稳定杆??在平直的路况下行驶时，左右侧车轮在垂直路面方向上的运动几乎是侧的变形相同，此时的横向稳定杆在衬套套筒内做自由转动，对车身用，相当于被动横向稳定杆；当车辆遇到路面不平度较大或者急转弯到侧倾力的作用而导致悬架左右两侧产生不等程度的变形，稳定杆的臂端点的垂向距离也产生不同程度的变形，使得稳定杆整体产生扭转定杆本身具有一定弹性，因此将产生抵消杆体扭转变形的趋势，从而橡胶衬套处形成一对大小相等、方向相反的作用力，同时经衬套传递反侧倾力矩。在反侧倾力矩的作用下，车身的侧倾状态受到一定程度车辆的行驶稳定性和乘坐舒适性［１２＿１３］。图１－３表示的是带有作动器的作状态。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]分布式驱动电动汽车Simulink/Carsim联合仿真平台的建立[J]. 陈建兵,向青青. 机械科学与技术. 2018(10)
[2]城市道路交通事故率探析[J]. 严守靖,刘敬辉,杨泽众,晏斌. 交通与运输(学术版). 2017(01)
[3]基于TTR和LTR的轻型客车侧翻预警及仿真[J]. 肖葵,余卓平,熊璐. 汽车技术. 2017(06)
[4]基于Carsim与Simulink的微型客车防侧翻控制联合仿真研究[J]. 李胜琴,杨庆. 森林工程. 2016(06)
[5]基于多工况匹配的商用车侧翻预警方法[J]. 陈可际,过学迅,裴晓飞. 中国机械工程. 2016(20)
[6]某型特种车辆蛇形驾驶工况侧倾稳定性仿真研究[J]. 王全,姜乐华,高经纬. 汽车实用技术. 2016(09)
[7]液压马达式汽车主动稳定杆系统建模与控制[J]. 赵韩,赵福民,黄康,邵可,孙浩. 中国机械工程. 2016(14)
[8]基于主动横向稳定杆的汽车防侧翻控制[J]. 李振. 北京汽车. 2015(05)
[9]汽车悬架横向稳定杆的参数化设计[J]. 王靖岳,欧阳纯,梁洪明. 汽车工程师. 2014(09)
[10]基于MATLAB的汽车侧倾角刚度匹配及稳定杆设计[J]. 胡久强,陈显莉,罗亮,杨浩,张林. 农业装备与车辆工程. 2013(07)
硕士论文
[1]液压马达式汽车主动稳定杆系统建模、控制与实验研究[D]. 赵福民.合肥工业大学 2017
[2]电机式主动稳定杆系统设计与研究[D]. 孔振兴.南京理工大学 2017
[3]液压式主动横向稳定杆系统设计与研究[D]. 陈山.南京理工大学 2017
[4]汽车主动横向稳定杆设计及控制策略研究[D]. 陈志韬.吉林大学 2016
[5]基于编码优化及情景感知的智能视频跟踪算法研究[D]. 孙彬.山东大学 2016
[6]联合主动横向稳定杆与差动制动的操纵稳定性研究[D]. 任英文.江苏大学 2016
[7]互联空气悬架横向稳定杆特性研究与参数优化[D]. 许荣洲.江苏大学 2016
[8]考虑平顺性的汽车侧翻稳定性分层协调控制及优化[D]. 肖娟.湖南大学 2015
[9]基于PID控制的汽车主动横向稳定杆技术的研究[D]. 李真炎.华南理工大学 2015
[10]汽车主动式横向稳定杆技术研究[D]. 丁义兰.南京理工大学 2014
本文编号：3574303
【文章来源】：东北林业大学黑龙江省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１各车型侧翻发生率统计??引发车辆侧翻事故的原因很多，除了部分是由于驾驶员操作不当而引发的交通事故，??
部分称为杆身，将与车轴垂直部分称为摇臂。杆身中部通过橡胶衬套及安装支架与车身??铰接，摇臂的末端则直接或通过支杆间接与悬架下摆臂或弹簧支座相连，其具体布置结??构如图１－２所示【１１］。??＼横＿??图１－２汽车横向稳定杆??当汽车在平直的路况下行驶时，左右侧车轮在垂直路面方向上的运动几乎是同步的，??使得悬架两侧的变形相同，此时的横向稳定杆在衬套套筒内做自由转动，对车身的侧倾??运动不起作用，相当于被动横向稳定杆；当车辆遇到路面不平度较大或者急转弯情况下，??车身由于受到侧倾力的作用而导致悬架左右两侧产生不等程度的变形，稳定杆的两端端??点相对于摇臂端点的垂向距离也产生不同程度的变形，使得稳定杆整体产生扭转形变。??由于横向稳定杆本身具有一定弹性，因此将产生抵消杆体扭转变形的趋势，从而在固定??于车身上的橡胶衬套处形成一对大小相等、方向相反的作用力，同时经衬套传递给车身，??形成车身的反侧倾力矩。在反侧倾力矩的作用下
＼横＿??图１－２汽车横向稳定杆??在平直的路况下行驶时，左右侧车轮在垂直路面方向上的运动几乎是侧的变形相同，此时的横向稳定杆在衬套套筒内做自由转动，对车身用，相当于被动横向稳定杆；当车辆遇到路面不平度较大或者急转弯到侧倾力的作用而导致悬架左右两侧产生不等程度的变形，稳定杆的臂端点的垂向距离也产生不同程度的变形，使得稳定杆整体产生扭转定杆本身具有一定弹性，因此将产生抵消杆体扭转变形的趋势，从而橡胶衬套处形成一对大小相等、方向相反的作用力，同时经衬套传递反侧倾力矩。在反侧倾力矩的作用下，车身的侧倾状态受到一定程度车辆的行驶稳定性和乘坐舒适性［１２＿１３］。图１－３表示的是带有作动器的作状态。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]分布式驱动电动汽车Simulink/Carsim联合仿真平台的建立[J]. 陈建兵,向青青. 机械科学与技术. 2018(10)
[2]城市道路交通事故率探析[J]. 严守靖,刘敬辉,杨泽众,晏斌. 交通与运输(学术版). 2017(01)
[3]基于TTR和LTR的轻型客车侧翻预警及仿真[J]. 肖葵,余卓平,熊璐. 汽车技术. 2017(06)
[4]基于Carsim与Simulink的微型客车防侧翻控制联合仿真研究[J]. 李胜琴,杨庆. 森林工程. 2016(06)
[5]基于多工况匹配的商用车侧翻预警方法[J]. 陈可际,过学迅,裴晓飞. 中国机械工程. 2016(20)
[6]某型特种车辆蛇形驾驶工况侧倾稳定性仿真研究[J]. 王全,姜乐华,高经纬. 汽车实用技术. 2016(09)
[7]液压马达式汽车主动稳定杆系统建模与控制[J]. 赵韩,赵福民,黄康,邵可,孙浩. 中国机械工程. 2016(14)
[8]基于主动横向稳定杆的汽车防侧翻控制[J]. 李振. 北京汽车. 2015(05)
[9]汽车悬架横向稳定杆的参数化设计[J]. 王靖岳,欧阳纯,梁洪明. 汽车工程师. 2014(09)
[10]基于MATLAB的汽车侧倾角刚度匹配及稳定杆设计[J]. 胡久强,陈显莉,罗亮,杨浩,张林. 农业装备与车辆工程. 2013(07)
硕士论文
[1]液压马达式汽车主动稳定杆系统建模、控制与实验研究[D]. 赵福民.合肥工业大学 2017
[2]电机式主动稳定杆系统设计与研究[D]. 孔振兴.南京理工大学 2017
[3]液压式主动横向稳定杆系统设计与研究[D]. 陈山.南京理工大学 2017
[4]汽车主动横向稳定杆设计及控制策略研究[D]. 陈志韬.吉林大学 2016
[5]基于编码优化及情景感知的智能视频跟踪算法研究[D]. 孙彬.山东大学 2016
[6]联合主动横向稳定杆与差动制动的操纵稳定性研究[D]. 任英文.江苏大学 2016
[7]互联空气悬架横向稳定杆特性研究与参数优化[D]. 许荣洲.江苏大学 2016
[8]考虑平顺性的汽车侧翻稳定性分层协调控制及优化[D]. 肖娟.湖南大学 2015
[9]基于PID控制的汽车主动横向稳定杆技术的研究[D]. 李真炎.华南理工大学 2015
[10]汽车主动式横向稳定杆技术研究[D]. 丁义兰.南京理工大学 2014
本文编号：3574303
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