在中國大學(xué)生方程式汽車大賽中,如何利用非常有限的時間研發(fā)、制造、試驗和調(diào)校出一輛具有足夠競爭力的賽車是各參賽院校一直以來關(guān)注的重點。賽事針對各動態(tài)項目設(shè)計有不同的賽道布置方案,這就要求FSAE賽車在各方面性能上均具備優(yōu)異的表現(xiàn),尤其是極限行駛工況下的操縱穩(wěn)定性。為了快速高效地研制出一種能以最短時間完成指定賽道的最優(yōu)車輛配置,本文以長沙理工大學(xué)2016年FSAE賽車為研究對象,開發(fā)出一套用于計算賽車整圈最少用時以及評價賽車極限操縱性能的仿真工具。首先,根據(jù)賽車專用輪胎的試驗數(shù)據(jù),采用無條件約束優(yōu)化算法中的L-M方法對魔術(shù)公式Pacejka2002輪胎模型力學(xué)特性進(jìn)行曲線擬合和參數(shù)識別。推導(dǎo)賽車專用機械多摩擦片式限滑差速器的數(shù)學(xué)模型,在Matlab/Simulink環(huán)境下建立計入限滑轉(zhuǎn)矩的模塊化七自由度整車模型,并將多種試驗工況下的仿真結(jié)果與試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行對比驗證。其次,根據(jù)特定賽道上的實車采集數(shù)據(jù),重新構(gòu)建賽車行駛路線,并提出一種“拉伸”算法對數(shù)據(jù)和計算模型中存在的誤差進(jìn)行修正。通過路線預(yù)描轉(zhuǎn)向控制和縱向速度控制方案,建立與整車模型聯(lián)合的完整駕駛員模型,從而計算出跟蹤指定行駛路線需要的縱向... 

【文章來源】：長沙理工大學(xué)湖南省

【文章頁數(shù)】：101 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 論文研究背景與意義
        1.1.1 論文研究背景
        1.1.2 論文研究意義
    1.2 國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)概述及研究現(xiàn)狀
        1.2.1 賽車整圈用時仿真概述及研究現(xiàn)狀
        1.2.2 輪胎動力學(xué)模型概述及研究現(xiàn)狀
        1.2.3 車輛動力學(xué)模型概述及研究現(xiàn)狀
    1.3 本論文主要研究內(nèi)容和方法
第二章 輪胎動力學(xué)模型擬合參數(shù)識別
    2.1 “魔術(shù)公式”Pacejka2002輪胎模型概述
        2.1.1 “魔術(shù)公式”輪胎模型一般形式
        2.1.2 應(yīng)用在Adams中的“魔術(shù)公式”Pacejka2002輪胎模型
        2.1.3 Pacejka2002輪胎模型的坐標(biāo)系及滑移量定義
        2.1.4 純工況下的Pacejka2002輪胎模型
        2.1.5 聯(lián)合工況下的Pacejka2002輪胎模型
    2.2 基于Matlab優(yōu)化工具箱的Pacejka2002輪胎模型參數(shù)識別優(yōu)化
        2.2.1 結(jié)合L-M算法的參數(shù)識別優(yōu)化原理
        2.2.2 Pacejka2002輪胎模型參數(shù)識別概述
        2.2.3 純工況下識別結(jié)果分析
        2.2.4 聯(lián)合工況下識別結(jié)果分析
    2.3 Matlab/Simulink環(huán)境下Pacejka2002輪胎模型的建立
    2.4 本章小結(jié)
第三章 車輛模型建立與仿真試驗驗證
    3.1 七自由度車輛模型
        3.1.1 車輛動力學(xué)方程
        3.1.2 各車輪動力學(xué)方程
        3.1.3 各輪胎在輪胎坐標(biāo)系下的側(cè)偏角公式
        3.1.4 各車輪輪心在車輪坐標(biāo)系下的縱向速度公式
        3.1.5 各輪胎縱向滑移率計算公式
        3.1.6 各車輪載荷轉(zhuǎn)移方程
        3.1.7 動力傳動系統(tǒng)模型
        3.1.8 制動系統(tǒng)模型
    3.2 Matlab/Simulink環(huán)境下車輛模型的建立
    3.3 多種工況及特定賽道實車試驗
        3.3.1 試驗準(zhǔn)備工作
        3.3.2 試驗方案流程
    3.4 仿真與試驗對比驗證
        3.4.1 直線加速/制動工況仿真試驗驗證
        3.4.2 轉(zhuǎn)向盤角階躍輸入工況仿真試驗驗證
        3.4.3 雙移線工況仿真試驗驗證
    3.5 本章小結(jié)
第四章 行駛路線跟蹤仿真
    4.1 行駛路線重建
        4.1.1 基本方法概述
        4.1.2 特定賽道實車試驗采集數(shù)據(jù)處理
        4.1.3 誤差修正算法
    4.2 駕駛員模型
        4.2.1 行駛路線跟蹤仿真概述
        4.2.2 比例因子S_(CF)公式推導(dǎo)
        4.2.3 非線性路線預(yù)描轉(zhuǎn)向控制模型
        4.2.4 速度控制模型
    4.3 賽道行駛路線跟蹤仿真結(jié)果
    4.4 本章小結(jié)
第五章 整圈用時瞬態(tài)仿真
    5.1 整圈最少用時的最優(yōu)操縱控制策略問題
        5.1.1 車輛模型運動方程
        5.1.2 賽道邊界約束
        5.1.3 控制范圍約束
        5.1.4 性能指標(biāo)
        5.1.5 整圈最少用時問題描述
    5.2 整圈用時瞬態(tài)仿真運算流程及優(yōu)化算法
        5.2.1 整圈用時瞬態(tài)仿真運算流程
        5.2.2 最優(yōu)操縱控制策略的數(shù)值優(yōu)化算法
    5.3 特定賽道的整圈用時仿真優(yōu)化及參數(shù)靈敏度研究
        5.3.1 整圈用時仿真優(yōu)化
        5.3.2 賽車參數(shù)對整圈最少用時的影響
    5.4 本章小結(jié)
全文總結(jié)
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄A FNX-16賽車整車模型參數(shù)表


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]汽車輪胎模型研究現(xiàn)狀及其發(fā)展分析[J]. 王和毅,谷正氣.  橡膠工業(yè). 2005(01)
[4]汽車輪胎側(cè)偏力學(xué)發(fā)展綜述[J]. 趙桂范,崔勝民,杜星文.  輪胎工業(yè). 2000(03)
[5]輪胎側(cè)偏特性研究的特點及其發(fā)展[J]. 劉青,郭孔輝.  汽車技術(shù). 1997(10)
[6]汽車振動與載荷的統(tǒng)計分析及懸掛系統(tǒng)參數(shù)的選擇[J]. 郭孔輝.  汽車技術(shù). 1976(04)

碩士論文
[1]基于限滑差速器的汽車性能仿真與試驗研究[D]. 韓偉.吉林大學(xué) 2013
[2]不同輪胎模型對重型載貨汽車整車性能仿真的影響分析[D]. 馬曉.吉林大學(xué) 2013
[3]基于Excel Solver的常用穩(wěn)態(tài)輪胎模型參數(shù)辨識[D]. 楊峰.吉林大學(xué) 2011
[4]基于分層式結(jié)構(gòu)汽車底盤系統(tǒng)集成控制研究[D]. 馬國宸.浙江大學(xué) 2011
[5]FSAE賽車整車性能分析與研究[D]. 柴天.湖南大學(xué) 2009
[6]基于Excel Solver的輪胎模型參數(shù)辨識方法的研究[D]. 舒靖.吉林大學(xué) 2009
[7]基于MATLAB的汽車ESP系統(tǒng)控制模型及方法研究[D]. 馬春卉.南京理工大學(xué) 2008
[8]ESP—汽車電子穩(wěn)定系統(tǒng)仿真研究[D]. 張長沖.山東大學(xué) 2007
[9]電控限滑差速器限滑轉(zhuǎn)矩與整車性能匹配的仿真研究[D]. 謝文云.吉林大學(xué) 2007



本文編號：3188317