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当前,随着工业技术与经济社会的飞速发展,车辆已经由单纯的快捷交通运输工具向普通消费品发展,成为我们日常生活中不可缺少的一部分。大型客车,作为大多数人集体出行的主要交通工具和手段,承载着人们的宝贵生命和人生幸福,其操纵稳定性和安全性至关重要。由于国内汽车工业起步晚、基础薄弱,在理论研究和高端技术产业化方面依然与国外存在较大差距。考虑到大型客车质量大,质心高的特点,国内客车在操纵稳定性能开发方面还需不断完善和提升。因此,深入研究大型客车系统动力学机理,掌握其操纵稳定性动态特性,系统分析车辆操稳定性影响因素,进一步完善车辆行驶稳定性的控制策略和评价方法始终是国内大型客车安全领域的重要课题。本文围绕大型客车动力学系统建模、操纵稳定性评价和影响因素分析、行驶稳定域估计及控制策略评价等几方面内容展开深入研究,力求夯实操纵稳定性理论基础,使其更加准确地指导大型客车工程应用。主要研究内容如下:建立了5自由度客车非线性动力学模型并对不同工况下大型客车运动特性进行分析。应用GPS和惯性测量技术,集成国外先进设备开发了汽车操纵稳定性检测装置,利用该设备对实车在稳态和瞬态输入时的运动特性进行了测试并对测试结果进行了定量和定性分析,并验证了车辆非线性动力学模型的可靠性;基于该车辆模型,仿真再现车辆在稳态和非稳态转向时的运动状态,并对车辆在极限转向时的失稳形式和特点进行理论和仿真分析,掌握车辆操纵运动特性和失稳机理,为后续车辆操纵稳定性的系统研究奠定基础。梳理和总结了当前车辆操纵稳定性的理论和试验评价方法。基于人-车-路闭环系统模型,分析了驾驶员、道路和客车相关参数,如驾驶员预瞄时间、道路附着系数、质量、质心位置、悬架刚度、减振器阻尼、轮胎拖距、主销参数等对操纵稳定性的影响,掌握了车辆性能的关键因素,可作为指导车辆动力学性能匹配和优化工作的重要参考。提出了大型客车系统行驶稳定域的估计方法。依据Lyapunov稳定性理论和阿依捷尔曼法构建车辆系统二次型Lyapunov能量函数,基于车辆系统能量转化特性,确定该能量函数的边界条件,对车辆稳态和非稳态输入情况下的稳定域进行了估计,掌握车辆系统在稳态和非稳态条件下的稳定域变化规律。分别利用稳态圆周试验和蛇形试验对车辆稳态和非稳态稳定域进行验证,确定稳定域可作为判断车辆行驶状态和评价车辆操纵稳定性的可靠依据。提出了基于大型客车系统稳定域的控制策略评价方法。基于典型四轮转向和直接横摆力矩控制方法,建立车辆系统控制模型,并利用车辆系统稳态和非稳态工况下的行驶稳定域,对无控制和施加控制以及控制参数变化后的车辆操纵稳定性进行综合评价。车辆行驶稳定域可作为控制策略可靠评价手段。