本文關(guān)鍵詞：汽車主動橫向穩(wěn)定桿設(shè)計及控制策略研究

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【摘要】：為滿足地面運載工具舒適、穩(wěn)定、安全的需求,企業(yè)和研究機構(gòu)一直致力于提升汽車行駛平順性、操縱穩(wěn)定性和行駛安全性。汽車的側(cè)傾對整車性能影響顯著。因此,能夠在兼顧行駛平順性的前提下,通過提供抗側(cè)傾力矩來提升車輛側(cè)傾穩(wěn)定性的主動橫向穩(wěn)定桿,成為當前的研究熱點。主動橫向穩(wěn)定桿能夠根據(jù)車輛的行駛狀態(tài)和車身姿態(tài),實時地調(diào)整車身側(cè)傾角,以提高車輛的操縱穩(wěn)定性和安全性。目前,國外少數(shù)車輛上安裝有主動橫向穩(wěn)定桿,但其常見作動器結(jié)構(gòu)復雜、體積較大、布置空間需求大。因此,本文提出了一種結(jié)構(gòu)緊湊、易布置、通用性好的新型主動橫向穩(wěn)定桿；設(shè)計并試制了主動橫向穩(wěn)定桿樣機；仿真分析了其控制策略,并驗證了其對車身側(cè)傾的作用效果。本文的主要工作和結(jié)論如下：1)理想側(cè)傾角變化曲線的獲��；首先,分別對簡化的剛性懸架車輛模型和柔性懸架車輛模型進行側(cè)傾力學分析,得到兩種模型達到側(cè)翻極限時對應(yīng)的側(cè)向加速度；然后,根據(jù)被動懸架在不同側(cè)傾角剛度下車身側(cè)傾角隨側(cè)向加速度的變化曲線以及駕乘人員對側(cè)翻危險的感知,得到隨側(cè)向加速度變化的理想車身側(cè)傾角曲線。2)理想主動橫向穩(wěn)定桿對車輛性能的影響規(guī)律；首先,提出了新型的雙通道電控式主動橫向穩(wěn)定桿結(jié)構(gòu),并闡明其工作原理；隨后,通過對車輛動力學分析,建立其三自由度操穩(wěn)模型,并比對操穩(wěn)試驗數(shù)據(jù)進行驗證；最后,運用線性二次最優(yōu)方法控制抗側(cè)傾力矩,得到主動橫向穩(wěn)定桿對車身側(cè)傾角理想控制效果,并分析控制矩陣對控制效果及力矩輸出的影響。3)實際主動橫向穩(wěn)定桿的控制效果；首先,建立穩(wěn)定桿有限元模型進行仿真分析,以及對其它部件的外特性進行數(shù)學表達,搭建主動橫向穩(wěn)定桿模型；然后,基于三自由度操穩(wěn)模型,調(diào)整線性二次控制矩陣,仿真得到電動推桿充分發(fā)揮時的控制效果。4)主動橫向穩(wěn)定桿控制策略研究。運用TruckSim建立整車模型；利用TurckSim和Simulink聯(lián)合仿真的手段分析開環(huán)控制和閉環(huán)控制兩種策略；對比兩種控制策略的效果和抗側(cè)傾力矩輸出,總結(jié)兩種控制方法的特點。
【關(guān)鍵詞】：主動橫向穩(wěn)定桿 側(cè)傾穩(wěn)定性 線性二次最優(yōu)控制 車輛動力學 控制策略
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U461.6
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 課題研究背景10-11
• 1.2 本文研究意義11
• 1.3 相關(guān)研究現(xiàn)狀11-15
• 1.3.1 國外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3.3 現(xiàn)狀總結(jié)分析15
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容15-18
• 第2章 車輛側(cè)傾穩(wěn)定性分析18-28
• 2.1 汽車側(cè)傾穩(wěn)定性評價18-20
• 2.2 汽車側(cè)傾力學分析20-24
• 2.2.1 剛性懸架車輛模型20-22
• 2.2.2 柔性懸架車輛模型22-24
• 2.3 汽車理想側(cè)傾角分析24-27
• 2.3.1 被動懸架車輛側(cè)傾角分析24-25
• 2.3.2 汽車理想側(cè)傾角25-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第3章 主動橫向穩(wěn)定桿理想特性28-46
• 3.1 新型主動橫向穩(wěn)定桿28-32
• 3.1.1 橫向穩(wěn)定桿技術(shù)概述28-30
• 3.1.2 新型主動橫向穩(wěn)定桿30-32
• 3.2 三自由度車輛操穩(wěn)模型32-40
• 3.2.1 操穩(wěn)模型的建立32-37
• 3.2.2 操穩(wěn)模型的驗證37-40
• 3.3 線性最優(yōu)控制40-44
• 3.3.1 線性二次最優(yōu)控制40-41
• 3.3.2 抗側(cè)傾力矩的控制41-44
• 3.4 本章小結(jié)44-46
• 第4章 主動橫向穩(wěn)定桿的設(shè)計46-66
• 4.1 主動橫向穩(wěn)定桿設(shè)計46-60
• 4.1.1 穩(wěn)定桿力學分析46-54
• 4.1.2 作動器選型54-56
• 4.1.3 控制電路設(shè)計56-58
• 4.1.4 車輪轉(zhuǎn)角傳感器選型58-60
• 4.1.5 系統(tǒng)布置設(shè)計60
• 4.2 主動橫向穩(wěn)定桿模型建立60-62
• 4.3 主動橫向穩(wěn)定桿仿真分析62-65
• 4.4 本章小結(jié)65-66
• 第5章 主動橫向穩(wěn)定桿控制策略66-82
• 5.1 TruckSim整車建模及驗證66-68
• 5.1.1 TruckSim整車模型建立66-68
• 5.1.2 TruckSim整車模型驗證68
• 5.2 主動橫向穩(wěn)定桿控制策略研究68-77
• 5.2.1 閉環(huán)控制68-73
• 5.2.2 開環(huán)控制73-77
• 5.3 對比分析77-80
• 5.4 本章小結(jié)80-82
• 第6章 全文總結(jié)與展望82-84
• 6.1 全文總結(jié)82-83
• 6.2 后續(xù)展望83-84
• 參考文獻84-88
• 攻讀學位期間參加的科研工作及成果88-90
• 致謝90

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本文編號：600050