HEO倾角长期漂移与控制策略
俄罗斯汽车认证法规解读-操纵稳定性
试验过程
质量中心的簧上质量侧倾角平均值按以下公式计算：
l1——侧倾角测量处前截面至车辆质量中心的距离；
是沥青混凝土表面，用水喷淋，牵引系数达到0.3 ~ 0.6。
5.2.4试验过程中，任何方向的风速不应超过5 m/s。进行试验时环境空气温度应当为
-5°C ~ + 30°C，能见度不低于 1k m。
5.2.5进行试验行驶之前，检查轮胎压力，应当行驶不小于15 km 距离，使车辆轮胎和
组件预热。
5.3 求方向盘上的力 Fn
5.4 “稳定性”试验
5.4.1车辆内转向轮（指向圆心）沿半径50 m的圆弧运动，速度为(50 ±2)km/h（对于M1、 N1 类车辆）,松开加在方向盘上的力时，车辆离开圆形轨道。车速应保持恒定，直到方 向盘转动极限时松开上面的力，但最长不超过6 s,此后为试验驾驶结束.6s 钟后，应当记 录剩下的角度，直到回到中间位置。向每一个方向转动方向盘时，应进行不少于三次行 驶。
法规要求
4.2 转向稳定性
4.2.1 本要求适用于M 类和N 类车辆。 4.2.2 松开方向盘后方向盘转向角不应增加。（必须自动回正） 4.2.3 转向轮和方向盘应当自动回到中间位置一侧。 4.2.4 松开方向盘后6 s 内未回到中间位置的方向盘转向角最小值不应超过车辆 沿50 m 半径圆运动时对应方向盘转向角的30%｡ 4.2.5 方向盘返回中间位置的过程不应当振动。允许方向盘在任何方向通过中间 位置一次。
法规要求
车辆动力学稳定性控制的控制原理与控制策略研究
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图３翻偏角稳定性准则
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２车辆动力学稳定性控制的控制策略
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根据上面的车辆动力学稳定性控制的控制原 理，提出图４所示的车辆动力学稳定性控制策略。 图４中妒为根据方向盘转角传感器测出的方向盘
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车辆动力学稳定性控制（ｖｅｈｉｃｋ ｄｙＩｌ—ｈ
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减小发动机节气门开度、延迟点火或减少燃油供给 等）或在驱动轮上施加制动力来实现；在制动行驶状 态下，可通过减小制动力来实现［“。
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转角曲线，图５ｂ为车辆行驶位移，图５ｃ为发动机节 气门开度曲线，图５ｄ为施加在各个车轮上的制动力 矩曲线。
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汽车(赛车)飘逸技巧策略详解
汽车（赛车）飘逸技巧策略详解漂移到底是起源于日本还是其他国家，至今没有定论，宽泛意义上的漂移是指让车头的指向与车身实际运动方向之间产生较大的夹角，使车身侧滑过弯的系列操作。
漂移时车辆的后轮会失去抓地力，失去抓地力的形式有两种，一是后轮抱死，二是后轮空转(一般情况下：后驱用动力，前驱用手刹，专业的漂移车手也经常会运用手刹在侧滑的过程中来纠正车身侧滑的角度) 。
这两种方法都对车都有非常大的损害，所以漂移车都要经过专业级的改装。
登车之后务必先系好安全带：赛车的安全带与普通家用车的安全带不同，赛车安全带一般有两种：第一种是四点式，第二种是五点式，一般家用的轿车都是三点式，赛车对安全系数要求的很高所以采用四点式或五点式安全带，这两种会把赛车手牢牢的固定在赛车座椅上，如果赛车发生意外，可以尽大可能的保护车手免受伤害。
原地打圈，相信很多人都会，打满方向持续给油就好了。
练习时寻找合适的场地非常重要。
首先要求路面平坦，其次是不会的打扰到周围的人。
第一步：打满方向，踩住离合器，挂入1挡。
第二步：踩油门，轰油门让发动机达到一定的转速(转速越高，轮胎越容易迅速打滑，一般要高于5000转，因为松离合的瞬间转速会迅速掉落，为了保证后轮持续打滑，高转速是为了提供足够的扭力)。
第三步：弹离合(松手刹后，迅速抬起离合器，抬起的时候切记要快，否则一些马力较小的车很容易产生推头现象而增大回转半径，增加控制难度。
)方向盘保持打满，持续给油、保持发动机转速。
原地漂移绕弯更多的是让车手找一下漂移的感觉，熟悉自己车辆的性能并掌握其操控性，稍加熟练后可慢慢的回转方向盘，增大回转半径，为过弯漂移做准备。
过弯漂移：漂移过弯是车友们应用最多的漂移技法，与原地打圈相比，加了制动、减档、反打方向等流程，相对复杂。
在入弯前要保持高速，按照速度和弯道的不同找到入弯前的一个“预甩位”，从视觉判断等车子到达“预甩位”后，马上制动(刹车)，但不要松开油门，迅速将车头打回到入弯的方向，同时减档，车尾会由于冲力会快速地朝车头摆正，此时反打方向、增大回转半径(如果弯度大、弯道长，急转漂移时为避免车子压到弯道内侧或者急停造成原地打弯，一般都要反打方向，修正过弯角度)，此时最终车子会以与出弯直路平行的方向过弯，当车头对准直路后马上换档踏油门，车子便会以高速完成整个过弯过程。
线控转向的控制策略介绍
线控转向的控制策略介绍线控转向是一种由电子控制单元（ECU）通过电磁调节的方式控制驾驶员向左或向右转向的系统。
它主要通过控制车辆的方向盘和车轮转动来实现转向功能，具有精确度高、响应速度快、操控性好等优点。
线控转向的控制策略包括车辆动态模型建立、转向控制算法设计、系统参数辨识和控制性能评价等方面，下面将对其进行详细介绍。
首先，车辆动态模型的建立是进行转向控制策略设计的基础。
车辆动态模型主要包括车辆的横向运动和转向控制部分。
横向运动模型主要描述车辆的横向加速度和侧滑角度随时间变化的关系，一般采用基于差分方程的离散模型进行描述。
而转向控制部分主要包括转向角度、转向助力等变量的关系，通常使用动力学方程或力矩平衡方程描述。
通过建立准确的车辆动态模型，可以为转向控制策略的设计提供可靠的理论依据。
其次，转向控制算法的设计是线控转向的核心部分。
转向控制算法的设计旨在通过ECU对转向系统的电磁调节来实现精确的转向控制。
常见的转向控制算法包括PID控制算法、模糊控制算法和神经网络控制算法等。
PID控制算法是一种经典的控制算法，通过调节比例、积分和微分三个参数来实现对转向系统的控制。
模糊控制算法是一种基于模糊逻辑的控制算法，通过设定一系列模糊规则来实现对转向系统的控制。
神经网络控制算法则是通过训练神经网络模型来实现对转向系统的控制。
通过选择合适的转向控制算法，可以实现对转向系统的精确控制。
然后，系统参数辨识是线控转向的关键环节。
系统参数辨识主要是通过对转向系统的回归分析来确定系统的关键参数。
常见的系统参数辨识方法包括最小二乘法、极大似然估计法和蒙特卡罗法等。
最小二乘法是一种通过最小化残差平方和来确定系统参数的方法，通过对实测数据进行拟合来估计系统参数值。
极大似然估计法则是一种通过最大化似然函数来确定系统参数的方法，通过统计学原理对系统参数进行估计。
蒙特卡罗法则是一种通过随机采样的方式对系统参数进行估计。
通过系统参数辨识，可以获得准确的系统模型，进而实现对转向过程的控制。
提高车辆转向稳定性的车身主动侧倾控制研究
ＤＯＩ：１０．１３８７８／ｊ．ｃｎｋｉ．ｊｎｕｉｓｔ．２０２３０１１２００１刘晓文１㊀徐晓美１㊀台永鹏１提高车辆转向稳定性的车身主动侧倾控制研究摘要车辆高速转向时，车身向弯道外侧倾斜，严重时会导致侧翻事故．针对此问题，开展了提高车辆转向稳定性的车身主动侧倾控制研究．首先建立了考虑横摆和侧倾运动的六自由度车辆动力学模型；然后确定了车辆在转向运动时的期望侧倾角，并以此为控制目标设计主动侧倾控制器，使车身实际侧倾角逼近期望侧倾角．在不同行驶工况下，仿真研究了车身侧倾角㊁乘员感知加速度和横向载荷转移率，并考察了实现主动侧倾控制所需的主动悬架功耗和由主动侧倾引起的悬架动挠度变化．研究结果表明：主动侧倾控制能实现车辆转向时实际侧倾角迅速逼近期望侧倾角，且在复杂行驶工况下依然能使车辆具有良好的行驶稳定性；主动侧倾控制减小了悬架的动挠度峰值，使乘员感知侧向加速度和横向载荷转移率都能快速接近零值，且实现主动侧倾的主动悬架功耗较小，保证了车辆的经济性能．关键词稳定性控制；主动侧倾控制；主动悬架；ＰＩＤ控制；ＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ中图分类号Ｕ４６３ ４文献标志码Ａ收稿日期２０２３⁃０１⁃１２资助项目江苏省第十四批 六大人才高峰 项目（ＪＸＱＣ⁃２５）作者简介刘晓文，男，硕士生，主要从事车辆系统动力学与控制研究．１２７５８５４０６０＠ｑｑ．ｃｏｍ徐晓美（通信作者），女，博士，教授，主要从事车辆系统动力学与控制等方面的研究工作．ｘｘｍ１２０４８０＠１２６．ｃｏｍ１南京林业大学汽车与交通工程学院，南京，２１００３７０ 引言㊀㊀车辆高速转向时，由于车身向弯道外侧倾斜，不仅降低了驾乘人员的乘坐舒适性，而且还会导致侧翻事故，威胁驾乘人员的生命安全．为了改善这种状况，多种提高车辆转向稳定性的方法被提出［１⁃２］，包括：改变悬架刚度或阻尼系数［３⁃４］；在横向稳定杆上加入控制器，对横向稳定杆实施主动或半主动控制［５］；通过主动或半主动悬架对车身侧倾角和因侧倾引起的侧向力矩进行调节，即所谓的车身主动侧倾控制．车身主动侧倾是指在车辆转向行驶时，通过主动使车身向弯道内侧倾斜一定角度，以平衡车辆高速转向时因离心力作用而使车身向弯道外侧侧倾的侧倾力矩，从而达到提高车辆弯道行驶的平顺性和稳定性的目的［６⁃８］．车身主动侧倾的研究经历了从提出控制方法到方法验证，再到机构设计与方案实现等过程．Ｐｉｙａｂｏｎｇｋａｒｎ等［９］提出主动侧倾的两种控制方法，即ＲＨＣ（ＲｅｃｅｄｅＨｏｒｉｚｏｎＣｏｎｔｒｏｌ）和ＤＴＣ（ＤｉｒｅｃｔＴｉｌｔＣｏｎｔｒｏｌ），前者通过道路曲率的预瞄使车身的侧倾与驾驶员的转向操作产生同步，后者则采用侧倾机构直接将车辆侧倾至最佳角度．Ｐｈａ⁃ｎｏｍｃｈｏｅｎｇ等［１０］建立了车辆的六自由度横向动力学模型，针对ＤＴＣ方案能耗大㊁转向侧倾不同步等问题开展了优化研究．在此基础上，Ｊｅｏｎ等［１１］提出一种配备主动或半主动悬架的车辆侧倾模型，通过整车试验研究，验证了此主动侧倾车辆模型的估计精度．刘平义等［１２］提出一种主动侧倾角计算方法，得到用于平衡车辆稳态转向侧向力矩的车辆主动侧倾角，并通过一种窄型车辆的转向试验研究验证了所提出的主动侧倾角计算方法的可靠性．凌俊威［１３］提出一种慢主动悬架实现车身主动逆向侧倾控制，在不恶化平顺性的条件下，改善了车辆的操纵性和安全性．张曦月［１４］提出一种结合车辆行驶状态和道路信息的稳定边界辨识方法，基于动态约束的车辆侧向稳定性控制方法使车辆向内侧倾，并通过硬件在环试验，验证了所提控制策略能有效保证车辆在极限工况下行驶的稳定性．上述研究主要侧重于车辆侧倾模型以及主动侧倾控制算法的研究，并没有考虑路面状况和转向工况对主动侧倾效果的影响．本文以某两轴车辆为研究对象，主要探讨在不同路面激励和不同转向工况下主动侧倾车辆的车身侧倾角㊁乘员感知加速度和横向载荷转移率，并评价车身主动侧倾引起的悬架动挠度和悬架功耗，以期为车身主㊀㊀㊀㊀动侧倾控制提供理论参考．１㊀车辆动力学模型基于相关动力学理论和车辆受力与运动情况，建立包括车辆横摆与侧倾运动在内的六自由度车辆动力学模型．１ １㊀两自由度转向模型图１为简化的两自由度线性转向模型．在此平面模型中，作如下假设：不考虑地面切向力对轮胎侧偏特性的影响；不考虑轮胎回正力矩以及轮胎侧偏特性的变化；不考虑空气阻力；不考虑转向系统的影响，车辆的转向输入为前轮转角；ｘ轴方向的车辆行驶速度ｖ不变．在此情况下，车辆只有沿ｙ轴方向的侧向运动和绕ｚ轴的横摆运动．图１㊀车辆侧向和横摆运动模型Ｆｉｇ １㊀Ｖｅｈｉｃｌｅｍｏｄｅｌｏｆｌａｔｅｒａｌａｎｄｙａｗｍｏｔｉｏｎｓ图１中：ａ，ｂ分别为质心到前㊁后轴的距离；Ｆｆ，Ｆｒ分别为前㊁后轮受到的侧向力；δ为前轮转角；ψ为横摆角位移．所建车辆动力学方程如式（１）和（２）所示：ｍ㊆ｙ＋ｍ̇ψｖ－ｍｓｈ㊆θ＝Ｆｆｃｏｓδ＋Ｆｒ，（１）Ｉｚ㊆ψ＝ａＦｆ－ｂＦｒ，（２）其中，Ｆｆ＝２ｃｆδ－̇ｙ＋ａ̇ψｖæèçöø÷，Ｆｒ＝２ｃｒ－̇ｙ－ｂ̇ψｖæèçöø÷，式中：ｍ为整车质量；ｍｓ为簧上质量；ｈ为质心至侧倾中心的垂向距离；θ为车身侧倾角；Ｉｚ为横摆转动惯量；ｃｆ，ｃｒ分别为前㊁后轮的侧偏刚度．１ ２㊀四自由度侧倾模型由于离心力作用，车辆在转向时会向弯道外侧倾斜，前㊁后轴左右两侧车轮的垂直载荷也会发生变化．因此，为更准确地分析车辆的转向运动，需要考虑车厢侧倾运动以及悬架和车轮受到的地面激励对车辆转向运动的影响．图２为考虑车身侧倾和垂向运动的四自由度车辆简化模型．图２㊀车辆垂向和侧倾运动模型Ｆｉｇ ２㊀Ｖｅｈｉｃｌｅｍｏｄｅｌｏｆｖｅｒｔｉｃａｌａｎｄｒｏｌｌｍｏｔｉｏｎｓ图中：ｋｓ１，ｋｓ２分别为左㊁右悬架弹簧刚度；ｃｓ１，ｃｓ２分别为左㊁右悬架阻尼系数；ｆ１，ｆ２分别为左㊁右悬架可控阻尼力；ｍｕ１，ｍｕ２分别为左㊁右悬架簧下质量；ｚｕ１，ｚｕ２分别为左㊁右悬架簧下垂向位移；ｚｒ１，ｚｒ２分别为左㊁右车轮受到的地面垂直激励；ｚ为簧上质量的垂向位移．车辆侧倾运动动力学方程如式（３）所示：Ｉｘ㊆θ＝（Ｆｓ１－Ｆｓ２）ｄ＋ｍｓ（㊆ｙ＋̇ψｖ）ｈ＋ｍｓｇｈθｓｉｎθ＋Ｍｔ．（３）簧载质量垂向动力学方程如式（４）所示：ｍｓ㊆ｚ＝Ｆｓ１＋Ｆｓ２＋ｆ１＋ｆ２．（４）非簧载质量垂向动力学方程如式（５）所示：ｍｕ１㊆ｚｕ１＝－Ｆｓ１－ｋｔ１（ｚｕ１－ｚｒ１）－ｆ１，ｍｕ２㊆ｚｕ２＝－Ｆｓ２－ｋｔ２（ｚｕ２－ｚｒ２）－ｆ２，{（５）其中，Ｆｓ１＝－ｋｓ１（ｚｓ１－ｚｕ１）－ｃｓ１（̇ｚｓ１－̇ｚｕ１），Ｆｓ２＝－ｋｓ２（ｚｓ２－ｚｕ２）－ｃｓ２（̇ｚｓ２－̇ｚｕ２），ｚｓ１＝ｚ＋θｄ，ｚｓ２＝ｚ－θｄ，ｆ１＋ｆ２＝０，Ｍｔ＝ｆ１ｄ－ｆ２ｄ＝２ｆ１ｄ，ìîíïïïïïïïï式中：Ｉｘ为簧上质量绕ｘ轴的侧倾转动惯量；ｄ为车４２７刘晓文，等．提高车辆转向稳定性的车身主动侧倾控制研究．ＬＩＵＸｉａｏｗｅｎ，ｅｔａｌ．Ｉｍｐｒｏｖｅｖｅｈｉｃｌｅｓｔｅｅｒｉｎｇｓｔａｂｉｌｉｔｙｖｉａａｃｔｉｖｅｒｏｌｌｃｏｎｔｒｏｌ．辆轮距长度的一半；Ｍｔ为主动悬架控制力矩；ｋｔ１，ｋｔ２分别为左㊁右车轮垂向刚度．２㊀主动侧倾控制器设计２ １㊀期望侧倾角主动侧倾即希望车辆在转弯时车身主动向弯道内侧倾斜，使车辆受重力产生的力矩与受离心力产生的力矩相抵消，从而保证车辆转弯行驶的稳定性，使乘员感知侧向加速度接近于零．由重力产生的力矩如式（６）所示：ＭＧ＝ｍｓｇｈｓｉｎθ．（６）由离心力产生的力矩如式（７）所示：Ｍｆ＝ｍｓ（㊆ｙ＋ｖ̇ψ）ｈｃｏｓθ．（７）当ＭＧ＝Ｍｆ且车辆稳态行驶时，ｙ轴上的加速度为零，此时为车辆转弯时的理想状态，由此可得车辆主动侧倾期望侧倾角［１５］：θｄｅｓ＝ａｒｃｔａｎ（ｖ̇ψ／ｇ）．（８）作为评价主动侧倾控制效果的重要评价指标，乘员感知侧向加速度由３部分组成，即重力加速度㊁车身侧倾加速度和侧向加速度［１６］，如式（９）所示：ａｐｅｒ＝㊆ｙｃｏｓθ＋ｈ㊆θ－ｇｓｉｎθ．（９）横向载荷转移率ＬＴＲ（ＬａｔｅｒａｌＬｏａｄＴｒａｎｓｆｅｒＲａｔｉｏ）常用来评价车辆转向时的抗侧翻能力［１７］，其表达如式（１０）所示：ｒＬＴＲ＝ｍｓ㊆ｙｈ＋Ｉｘ㊆θ－ｍｓｇｈθｍｓｇｄ．（１０）２ ２㊀控制器设计基于ＰＩＤ设计车辆的主动侧倾控制器，其主要控制思想为：在车辆进行转向时，由陀螺仪检测车身侧倾角，并将其与期望侧倾角比较，得到误差并反馈给ＰＩＤ控制器；控制器接收到误差信息后计算达到期望侧倾角所需要的主动侧倾控制力矩；控制力矩通过悬架作用传递给车身，车辆簧上和簧下部分分别受到悬架力矩的作用，使车辆达到转向离心力产生的力矩与侧倾力矩相等的理想状态，从而提高车辆转弯时的侧倾稳定性．控制器的性能通常由系统的响应时间㊁稳态误差以及峰值响应等指标进行评价．ＰＩＤ控制器的参数调节包括调节比例系数Ｋｐ㊁积分系数Ｋｉ和微分系数Ｋｄ．在调参过程中，往往是先确定Ｋｐ系数，以加快系统的响应时间，最快程度上消除系统误差；接着引用Ｋｉ参数消除稳态误差以使得被控对象的数值达到给定值并减小系统的振荡；最后加入适量大小的Ｋｄ参数，减小系统的超调和振荡，改善系统的稳定性．图３为主动侧倾控制系统框图．设定车辆动力学系统输入为车速ｖ和前轮转角δ，输出为实际侧倾角θ；两自由度转向模型输出的横摆角速度和ｙ轴上的位移作为四自由度侧倾模型的输入；由四自由度侧倾模型算出实际侧倾角θ，实际侧倾角θ与期望侧倾角θｄｅｓ的差值反馈给ＰＩＤ控制器；控制器输出控制力矩Ｍｔ到四自由度侧倾模型，控制力矩Ｍｔ的计算式如式（１１）所示．Ｍｔ＝Ｋｐｅ（ｔ）＋Ｋｉʏｔ０ｅ（ｔ）ｄｔ＋Ｋｄｄｅ（ｔ）ｄｔ，（１１）式中，ｅ（ｔ）为实际侧倾角与期望侧倾角的差值．图３㊀主动侧倾控制系统框图Ｆｉｇ ３㊀Ｂｌｏｃｋｄｉａｇｒａｍｏｆａｃｔｉｖｅｒｏｌｌｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ３㊀仿真结果及分析为验证所提出的控制策略与设计的控制器的有效性，在ＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ环境下，以地面激励模拟车辆行驶中的地面干扰，对车辆的转向侧倾稳定性进行仿真研究．３ １㊀正弦路面激励下恒定车速变转角工况本节研究正弦路面激励下恒定车速和变前轮转角输入工况下车辆的转向稳定性问题．假设车辆以１０ｍ／ｓ的车速在幅值为０ ０４ｍ㊁频率为０ ０５６ｍ－１的正弦路面激励下行驶，前轮转角从π／３０逐渐增加至π／１５．图４ａ和４ｂ分别为在此工况下，无侧倾控制和有侧倾控制车辆侧倾角的变化，图４ｂ还给出了期望侧倾角．可见，无侧倾控制时车辆的侧倾角在车辆行驶过程中有较大幅度的波动，且侧倾角的稳定值远大于有侧倾控制时的侧倾角．在主动侧倾控制下，车身侧倾角很小，并且能在短时间内进入稳定状态，始终围绕期望侧倾角作小幅波动．前已述及，乘员感知侧向加速度表示乘员在车辆转向时的感知能力，也是反映车辆行驶侧向稳定５２７学报（自然科学版），２０２３，１５（６）：７２３⁃７３０ＪｏｕｒｎａｌｏｆＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ），２０２３，１５（６）：７２３⁃７３０图４㊀汽车车身侧倾角Ｆｉｇ ４㊀Ｒｏｌｌａｎｇｌｅｓｏｆｖｅｈｉｃｌｅｂｏｄｙ性的一个重要指标．乘员感知侧向加速度越接近于零，车辆的转向行驶侧向稳定性就越好．图５为乘员感知侧向加速度响应曲线．由图５可以看出，无侧倾控制车辆的乘员感知侧向加速度在转向开始时达到较大值，然后起伏变化，但无法在短时间内稳定到零值；对于有侧倾控制的车辆，乘员感知侧向加速度在小幅波动后，车身姿态得到迅速调节，０ ４５ｓ后主动侧倾控制力矩与离心力产生的力矩几乎相互抵消，使得乘客感知侧向加速度接近于零．横向载荷转移率也是评价车辆转向性能的重要指标，其大小越接近于０，车辆的转向稳定性越好，抗侧翻能力越强．图６为无侧倾控制和侧倾控制下车辆横向载荷转移率ＬＴＲ的变化情况．由图６可见，两条ＬＴＲ曲线在经过初始的波动后，无侧倾控制车辆的ＬＴＲ值始终在大幅度波动，而主动侧倾控制车辆的ＬＴＲ值在短时间内迅速减小，０ ５ｓ后趋于稳定并维持在零值附近不变，即主动侧倾控制显著降低了车辆的横向载荷转移，大大减小了车辆的侧翻风险．悬架动挠度是汽车行驶平顺性的重要评价指标．图７所示为有侧倾控制和无侧倾控制下左㊁右后悬架动挠度的响应曲线．由图７可以看出，当车辆以变化的前轮转角转向行驶时，相比于无侧倾控制车辆，有侧倾控制车辆后悬架的动挠度峰值也得到了有效控制．这说明在转向工况下，主动侧倾控制可以明显改善车辆的行驶平顺性．图５㊀乘员感知侧向加速度Ｆｉｇ ５㊀Ｌａｔｅｒａｌａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｐｅｒｃｅｉｖｅｄｂｙｏｃｃｕｐａｎｔｓ图６㊀横向载荷转移率Ｆｉｇ ６㊀Ｌａｔｅｒａｌｌｏａｄｔｒａｎｓｆｅｒｒａｔｉｏ３ ２㊀复合路面激励下变车速变转角工况本节研究复合路面激励下变车速和变前轮转角输入工况下车辆的转向稳定性问题．复合路面由Ｃ级路面和前述正弦路面叠加而成．假设车辆以幅值为π／３０的正弦转角在复合路面上行驶，且行驶速度在６ｓ内从１０ｍ／ｓ加速到１３ｍ／ｓ．图８ａ和８ｂ分别为在此工况下，无侧倾控制和有侧倾控制车辆侧倾角的变化，图８ｂ也给出了期望侧倾角．由图８可见：在车辆前轮转角和速度都发生变化时，无侧倾控制车辆的车身侧倾角与期望值相差较大且一直处于振荡中，这说明无侧倾控制车辆在复合路面激励下变道变速行驶时车辆的行驶稳定性较差；而在侧倾控制６２７刘晓文，等．提高车辆转向稳定性的车身主动侧倾控制研究．ＬＩＵＸｉａｏｗｅｎ，ｅｔａｌ．Ｉｍｐｒｏｖｅｖｅｈｉｃｌｅｓｔｅｅｒｉｎｇｓｔａｂｉｌｉｔｙｖｉａａｃｔｉｖｅｒｏｌｌｃｏｎｔｒｏｌ．图７㊀左㊁右后悬架动挠度Ｆｉｇ ７㊀Ｄｙｎａｍｉｃｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎｏｆｌｅｆｔａｎｄｒｉｇｈｔｒｅａｒｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｓ图８㊀汽车车身侧倾角Ｆｉｇ ８㊀Ｒｏｌｌａｎｇｌｅｓｏｆｖｅｈｉｃｌｅｂｏｄｙ下，实际车身侧倾角能很好地逼近期望值，并在零值附近小幅波动，这说明即便是在复杂行驶工况下，主动侧倾控制车辆依然具有良好的行驶稳定性．图９和图１０分别为有㊁无主动侧倾控制下的乘员感知侧向加速度与车身横向载荷转移率．可以看出：当车辆行驶在复合路面上时，这两项指标都会因为地面干扰发生振荡变化，都在一定范围内波动，但无侧倾控制车辆的乘员感知侧向加速度和横向载荷转移率的波动范围更大，且所围绕波动的稳定值也较大；主动侧倾控制下的乘员感知侧向加速度和横向载荷转移率基本在零值上下波动．图１１为复合路面激励下有侧倾控制和无侧倾控制时左后悬架动挠度响应曲线．由图１１可以看出：车辆在复合路面激励下变速转向行驶时，无侧倾控制车辆的左后悬架动挠度一直在较大幅度范围内波动；而有侧倾控制车辆的左后悬架动挠度的幅值明显低于无侧倾控制车辆，且在４ｓ后，基本维持在一个小范围内波动．显然，主动侧倾车辆在复合路面激励下变速转向行驶时的悬架动挠度更小．图９㊀乘员感知侧向加速度Ｆｉｇ ９㊀Ｌａｔｅｒａｌａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｐｅｒｃｅｉｖｅｄｂｙｏｃｃｕｐａｎｔｓ图１０㊀横向载荷转移率Ｆｉｇ １０㊀Ｌａｔｅｒａｌｌｏａｄｔｒａｎｓｆｅｒｒａｔｉｏ３ ３㊀主动悬架功耗评价主动侧倾车辆的经济性需要对主动悬架的功耗进行计算．假设车辆以固定速度和固定前轮转角在路面上转向行驶，忽略路面垂直激励的影响，对７２７学报（自然科学版），２０２３，１５（６）：７２３⁃７３０ＪｏｕｒｎａｌｏｆＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ），２０２３，１５（６）：７２３⁃７３０图１１㊀左后悬架动挠度Ｆｉｇ １１㊀Ｄｙｎａｍｉｃｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎｏｆｌｅｆｔｒｅａｒｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ主动侧倾控制系统进行仿真，考察主动侧倾车辆悬架的功耗．图１２为计算得到的主动悬架输出的控制力矩变化曲线．由图１２可知，每一侧悬架控制力矩约为１７００Ｎ㊃ｍ．由于悬架控制力矩是随时间变化的，所以可用积分法求主动悬架的功耗，如式（１２）所示：ʏｆ㊃（̇ｚ１－̇ｚ２）ｄｘ＝ʏＰｄｔ，（１２）式中：ｚ１，ｚ２分别表示簧上㊁簧下质量的位移量；ｆ表示悬架控制力．图１２㊀主动悬架控制力矩Ｆｉｇ １２㊀Ａｃｔｉｖｅｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｔｏｒｑｕｅ图１３为左侧悬架的功耗，右侧悬架功耗与左侧悬架相当．由图１３可知，左侧悬架的功耗在０ １ｓ内迅速增大，经过小幅波动后达到稳定值，大小约为３００ｋＪ．显然，对于主动控制而言，此值是比较理想可行的，这表明主动侧倾在满足车辆稳定行驶的同时，能保证车辆良好的经济性能．如果需要减少功耗则需要减小悬架单位位移下的控制力大小，即在评价指标允许的合理范围内改变期望侧倾角，以使悬架单位位移下的控制力减小．图１３㊀左侧悬架功耗Ｆｉｇ １３㊀Ｐｏｗｅｒｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｏｆｌｅｆｔｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ４ 结语基于某两轴车辆开展了车身主动侧倾控制研究，比较分析了有／无侧倾控制下车身侧倾角㊁乘员感知侧向加速度㊁横向载荷转移率㊁悬架动挠度的变化情况，并对主动侧倾控制下悬架功耗进行了计算，主要研究结论如下：１）在正弦路面激励㊁恒定车速㊁变前轮转角输入工况下，主动侧倾控制的车身侧倾角很小并且能在短时间内进入稳定状态，乘员感知侧向加速度和横向载荷转移率在小幅波动后都能迅速接近于零，悬架的动挠度峰值也能得到有效控制．２）在复合路面激励㊁变车速㊁变前轮转角输入工况下，主动侧倾控制的车身侧倾角㊁乘员感知侧向加速度和横向载荷转移率基本都在零值附近上下波动，悬架动挠度幅值明显低于无侧倾控制车辆．这表明，即便是在复杂行驶工况下，主动侧倾控制车辆依然具有良好的行驶稳定性和平顺性．３）主动侧倾控制车辆的悬架功耗较小，文中所研究车辆的悬架功耗约为３００ｋＪ，表明主动侧倾在满足车辆稳定行驶的同时，能保证车辆良好的经济性能．８２７刘晓文，等．提高车辆转向稳定性的车身主动侧倾控制研究．ＬＩＵＸｉａｏｗｅｎ，ｅｔａｌ．Ｉｍｐｒｏｖｅｖｅｈｉｃｌｅｓｔｅｅｒｉｎｇｓｔａｂｉｌｉｔｙｖｉａａｃｔｉｖｅｒｏｌｌｃｏｎｔｒｏｌ．参考文献Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ［１］㊀付翔，杨凤举，黄斌，等．主动后轮转向四轮独立驱动车辆的协调控制［Ｊ］．江苏大学学报（自然科学版），２０２１，４２（５）：４９７⁃５０５ＦＵＸｉａｎｇ，ＹＡＮＧＦｅｎｇｊｕ，ＨＵＡＮＧＢｉｎ，ｅｔａｌ．Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄｃｏｎｔｒｏｌｏｆａｃｔｉｖｅｒｅａｒｗｈｅｅｌｓｔｅｅｒｉｎｇａｎｄｆｏｕｒｗｈｅｅｌｉｎｄｅ⁃ｐｅｎｄｅｎｔｄｒｉｖｉｎｇｖｅｈｉｃｌｅ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＪｉａｎｇｓｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ），２０２１，４２（５）：４９７⁃５０５［２］㊀胡文，吴洋，陈盛钊，等．面向性能需求的动态调节消扭悬架参数匹配与动力学研究［Ｊ］．振动与冲击，２０１８，３７（２４）：１７２⁃１８０，２００ＨＵＷｅｎ，ＷＵＹａｎｇ，ＣＨＥＮＳｈｅｎｇｚｈａｏ，ｅｔａｌ．Ｐａｒａｍｅｔｅｒｍａｔｃｈｉｎｇａｎｄｋｉｎｅｔｉｃｓｔｕｄｉｅｓｏｆｄｙｎａｍｉｃｔｏｒｓｉｏｎ⁃ｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｂａｓｅｄｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＶｉｂｒａｔｉｏｎａｎｄＳｈｏｃｋ，２０１８，３７（２４）：１７２⁃１８０，２００［３］㊀ＳｕｎＷ，ＬｉＹＮ，ＨｕａｎｇＪＹ，ｅｔａｌ．Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆｖｅｈｉｃｌｅａｃｔｉｖｅｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｂａｓｅｄｏｎｍｕｌｔｉ⁃ｏｂｊｅｃｔｉｖｅｉｎ⁃ｔｅｇｒａｔｅｄｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＶｉｂｒａｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，２０１７，２３（４）：５３９⁃５５４［４］㊀汪晓，于曰伟，周长城，等．渐变刚度板簧式轻卡悬架阻尼参数仿真设计［Ｊ］．计算机仿真，２０２０，３７（４）：１０７⁃１１２，２１４ＷＡＮＧＸｉａｏ，ＹＵＹｕｅｗｅｉ，ＺＨＯＵＣｈａｎｇｃｈｅｎｇ，ｅｔａｌ．Ｓｉｍ⁃ｕｌａｔｉｏｎｄｅｓｉｇｎｏｆｄａｍｐｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｌｉｇｈｔｔｒｕｃｋｓｕｓ⁃ｐｅｎｓｉｏｎｓｙｓｔｅｍｗｉｔｈｇｒａｄｕａｌｒｉｇｉｄｉｔｙｌｅａｆｓｐｒｉｎｇ［Ｊ］．Ｃｏｍ⁃ｐｕｔｅｒＳｉｍｕｌａｔｉｏｎ，２０２０，３７（４）：１０７⁃１１２，２１４［５］㊀邱香，吴新宇，陈正科，等．考虑状态获取的主动前轮转向与主动横向稳定杆多目标集成控制［Ｊ］．机械科学与技术，２０２２，４１（３）：３８６⁃３９３ＱＩＵＸｉａｎｇ，ＷＵＸｉｎｙｕ，ＣＨＥＮＺｈｅｎｇｋｅ，ｅｔａｌ．Ｍｕｌｔｉ⁃ｏｂ⁃ｊｅｃｔｉｖｅｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｃｏｎｔｒｏｌｏｆａｃｔｉｖｅｆｒｏｎｔｓｔｅｅｒｉｎｇａｎｄａｃｔｉｖｅａｎｔｉ⁃ｒｏｌｌｂａｒｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｓｔａｔｅａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｍｅ⁃ｃｈａｎｉｃａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒＡｅｒｏｓｐａｃｅＥｎｇｉｎｅｅｒ⁃ｉｎｇ，２０２２，４１（３）：３８６⁃３９３［６］㊀ＭａｓｈａｄｉＢ，ＭｏｓｔａｇｈｉｍｉＨ．Ｖｅｈｉｃｌｅｌｉｆｔ⁃ｏｆｆｍｏｄｅｌｌｉｎｇａｎｄａｎｅｗｒｏｌｌｏｖｅｒｄｅｔｅｃｔｉｏｎｃｒｉｔｅｒｉｏｎ［Ｊ］．ＶｅｈｉｃｌｅＳｙｓｔｅｍＤｙ⁃ｎａｍｉｃｓ，２０１７，５５（５）：７０４⁃７２４［７］㊀周辰雨，周猛，余强，等．基于Ｔ⁃Ｓ模糊方法的车辆主动悬架多目标控制研究［Ｊ］．公路交通科技，２０２１，３８（１０）：１４４⁃１５２ＺＨＯＵＣｈｅｎｙｕ，ＺＨＯＵＭｅｎｇ，ＹＵＱｉａｎｇ，ｅｔａｌ．Ｓｔｕｄｙｏｎｍｕｌｔｉ⁃ｏｂｊｅｃｔｉｖｅｃｏｎｔｒｏｌｏｆｖｅｈｉｃｌｅａｃｔｉｖｅｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｂａｓｅｄｏｎＴ⁃Ｓｆｕｚｚｙｍｅｔｈｏｄ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｉｇｈｗａｙａｎｄＴｒａｎｓ⁃ｐｏｒｔａｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，２０２１，３８（１０）：１４４⁃１５２［８］㊀ＹｏｕｎＩ，ＩｍＪ，ＴｏｍｉｚｕｋａＭ．Ｌｅｖｅｌａｎｄａｔｔｉｔｕｄｅｃｏｎｔｒｏｌｏｆｔｈｅａｃｔｉｖｅｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｓｙｓｔｅｍｗｉｔｈｉｎｔｅｇｒａｌａｎｄｄｅｒｉｖａｔｉｖｅａｃｔｉｏｎ［Ｊ］．ＶｅｈｉｃｌｅＳｙｓｔｅｍＤｙｎａｍｉｃｓ，２００６，４４（９）：６５９⁃６７４［９］㊀ＰｉｙａｂｏｎｇｋａｒｎＤ，ＫｅｖｉｃｚｋｙＴ，ＲａｊａｍａｎｉＲ．Ａｃｔｉｖｅｄｉｒｅｃｔｔｉｌｔｃｏｎｔｒｏｌｆｏｒｓｔａｂｉｌｉｔｙｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔｏｆａｎａｒｒｏｗｃｏｍｍｕｔｅｒｖｅｈｉｃｌｅ［Ｊ］．ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００４，５（２）：７７⁃８９［１０］㊀ＰｈａｎｏｍｃｈｏｅｎｇＧ，ＲａｊａｍａｎｉＲ．Ｎｅｗｒｏｌｌｏｖｅｒｉｎｄｅｘｆｏｒｔｈｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｔｒｉｐｐｅｄａｎｄｕｎｔｒｉｐｐｅｄｒｏｌｌｏｖｅｒｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，２０１３，６０（１０）：４７２６⁃４７３６［１１］㊀ＪｅｏｎＣ，ＮａＨ，ＹｏｕＳＨ．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｖｅｈｉｃｌｅｒｏｌｌｍｏｄｅｌｆｏｒａｃｔｉｖｅｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．ＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅＫｏｒｅａｎＳｏｃｉｅｔｙｏｆＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＥｎｇｉ⁃ｎｅｅｒｓ，２０２０，２８（２）：１０９⁃１１５［１２］㊀刘平义，柯呈鹏，高偌霖，等．主动侧倾车辆设计与试验［Ｊ］．汽车工程，２０２０，４２（１１）：１５５２⁃１５５７，１５８４ＬＩＵＰｉｎｇｙｉ，ＫＥＣｈｅｎｇｐｅｎｇ，ＧＡＯＲｕｏｌｉｎ，ｅｔａｌ．Ｄｅｓｉｇｎａｎｄｔｅｓｔｏｆａｃｔｉｖｅｒｏｌｌｖｅｈｉｃｌｅ［Ｊ］．ＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０２０，４２（１１）：１５５２⁃１５５７，１５８４［１３］㊀凌俊威．基于一种慢主动悬架的车身主动侧倾控制系统仿真研究［Ｄ］．北京：北京理工大学，２０１６ＬＩＮＧＪｕｎｗｅｉ．Ｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｎｔｈｅａｃｔｉｖｅｒｏｌｌｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎａｓｌｏｗ⁃ａｃｔｉｖｅｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ［Ｄ］．Ｂｅｉｊｉｎｇ：ＢｅｉｊｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１６［１４］㊀张曦月．基于稳定边界辨识的极限工况下车辆稳定性控制［Ｄ］．长春：吉林大学，２０２２ＺＨＡＮＧＸｉｙｕｅ．Ｖｅｈｉｃｌｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｃｏｎｔｒｏｌｂａｓｅｄｏｎｉｄｅｎｔｉｆｉ⁃ｃａｔｉｏｎｏｆｓｔａｂｉｌｉｔｙｂｏｕｎｄａｒｙｕｎｄｅｒｅｘｔｒｅｍｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ［Ｄ］．Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ：ＪｉｌｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２０２２［１５］㊀姚嘉凌，王蒙，李智宏，等．基于主动悬架的车辆主动侧倾控制研究［Ｊ］．机械强度，２０１８，４０（３）：５３４⁃５３９ＹＡＯＪｉａｌｉｎｇ，ＷＡＮＧＭｅｎｇ，ＬＩＺｈｉｈｏｎｇ，ｅｔａｌ．Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎａｕｔｏｍｏｂｉｌｅａｃｔｉｖｅｒｏｌｌｃｏｎｔｒｏｌｂａｓｅｄｏｎａｃｔｉｖｅｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＳｔｒｅｎｇｔｈ，２０１８，４０（３）：５３４⁃５３９［１６］㊀ＹｉｍＳ，ＫｉｍＮ，ＨｗａｎｇＳＷ，ｅｔａｌ．ＰｒｅｖｉｅｗｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｄｅｓｉｇｎｆｏｒａｃｔｉｖｅｒｏｌｌｃｏｎｔｒｏｌｗｉｔｈＶ２Ｖｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎａｎｄｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｄａｍｐｉｎｇｃｏｎｔｒｏｌ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＣｏｎｔｒｏｌ，ＲｏｂｏｔｉｃｓａｎｄＳｙｓｔｅｍｓ，２０１７，２３（１２）：１０２０⁃１０２６［１７］㊀ＪｉｎＺＬ，ＺｈａｎｇＬ，ＺｈａｎｇＪＬ，ｅｔａｌ．ＳｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄｏｐｔｉｍｉｚｅｄＨ⁃ｃｏｎｔｒｏｌｏｆｔｒｉｐｐｅｄａｎｄｕｎｔｒｉｐｐｅｄｖｅｈｉｃｌｅｒｏｌｌｏｖｅｒ［Ｊ］．ＶｅｈｉｃｌｅＳｙｓｔｅｍＤｙｎａｍｉｃｓ，２０１６，５４（１０）：１４０５⁃１４２７ＩｍｐｒｏｖｅｖｅｈｉｃｌｅｓｔｅｅｒｉｎｇｓｔａｂｉｌｉｔｙｖｉａａｃｔｉｖｅｒｏｌｌｃｏｎｔｒｏｌＬＩＵＸｉａｏｗｅｎ１㊀ＸＵＸｉａｏｍｅｉ１㊀ＴＡＩＹｏｎｇｐｅｎｇ１１ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＡｕｔｏｍｏｂｉｌｅａｎｄＴｒａｆｆｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｎｊｉｎｇＦｏｒｅｓｔｒｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ㊀２１００３７，ＣｈｉｎａＡｂｓｔｒａｃｔ㊀Ｔｈｅｔｉｌｔｉｎｇｏｆｖｅｈｉｃｌｅｔｏｗａｒｄｓｔｈｅｏｕｔｓｉｄｅｏｆｔｈｅｃｕｒｖｅｃａｕｓｅｄｂｙｈｉｇｈ⁃ｓｐｅｅｄｔｕｒｎｉｎｇｗｉｌｌｌｅａｄｔｏａｒｏｌｌ⁃ｏｖｅｒａｃｃｉｄｅｎｔｉｎｓｅｖｅｒｅｃａｓｅｓ．Ｔｏａｄｄｒｅｓｓｔｈｉｓｐｒｏｂｌｅｍ，ｔｈｅＡｃｔｉｖｅＲｏｌｌＣｏｎｔｒｏｌ（ＡＲＣ）ｏｆｔｈｅｖｅｈｉｃｌｅｂｏｄｙｗａｓｓｔｕｄ⁃９２７学报（自然科学版），２０２３，１５（６）：７２３⁃７３０ＪｏｕｒｎａｌｏｆＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ），２０２３，１５（６）：７２３⁃７３０ｉｅｄｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｖｅｈｉｃｌｅｓｔｅｅｒｉｎｇｓｔａｂｉｌｉｔｙ．ＡｖｅｈｉｃｌｅｄｙｎａｍｉｃｍｏｄｅｌｗｉｔｈｓｉｘＤｅｇｒｅｅｓｏｆＦｒｅｅｄｏｍ（ＤＯＦｓ）ｗａｓｅｓ⁃ｔａｂｌｉｓｈｅｄｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｂｏｔｈｙａｗａｎｄｒｏｌｌｍｏｔｉｏｎｓ．Ｔｈｅｎ，ｔｈｅｄｅｓｉｒｅｄｖｅｈｉｃｌｅｒｏｌｌａｎｇｌｅｗａｓｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ，ａｎｄａｎａｃｔｉｖｅｒｏｌｌｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄｔｏｍａｋｅｔｈｅａｃｔｕａｌｒｏｌｌａｎｇｌｅａｐｐｒｏａｃｈｔｈｅｄｅｓｉｒｅｄｒｏｌｌａｎｇｌｅ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｗｅｒｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｔｏｏｂｔａｉｎｖｅｈｉｃｌｅｂｏｄｙｒｏｌｌａｎｇｌｅｓ，ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｐｅｒｃｅｉｖｅｄｂｙｏｃｃｕｐａｎｔｓａｎｄｔｈｅｌａｔｅｒａｌｌｏａｄｔｒａｎｓｆｅｒｒａｔｅｓ，ａｎｄｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｔｈｅｐｏｗｅｒｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｏｆａｃｔｉｖｅｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｆｏｒｒｏｌｌｃｏｎｔｒｏｌａｓｗｅｌｌａｓｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｄｕｅｔｏｔｈｅａｃｔｉｖｅｒｏｌｌｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｒｉｖｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅＡＲＣｃａｎｍａｋｅｔｈｅａｃ⁃ｔｕａｌｒｏｌｌａｎｇｌｅｒａｐｉｄｌｙａｐｐｒｏａｃｈｔｈｅｄｅｓｉｒｅｄｒｏｌｌａｎｇｌｅ，ａｎｄｓｔｉｌｌｅｎｓｕｒｅｄｒｉｖｉｎｇｓｔａｂｉｌｉｔｙｕｎｄｅｒｃｏｍｐｌｅｘｄｒｉｖｉｎｇｃｏｎｄｉ⁃ｔｉｏｎｓ；ｔｈｅＡＲＣｒｅｄｕｃｅｓｔｈｅｐｅａｋｖａｌｕｅｏｆｔｈｅｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｄｙｎａｍｉｃｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ，ａｎｄｄｅｃｒｅａｓｅｓｔｈｅｌａｔｅｒａｌａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｐｅｒｃｅｉｖｅｄｂｙｏｃｃｕｐａｎｔｓａｎｄｔｈｅｌａｔｅｒａｌｌｏａｄｔｒａｎｓｆｅｒｔｏｚｅｒｏ；ｔｈｅｌｏｗｐｏｗｅｒｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｏｆｔｈｅａｃｔｉｖｅｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｆｏｒｒｏｌｌｃｏｎｔｒｏｌｅｎｓｕｒｅｓｔｈｅｖｅｈｉｃｌｅ ｓｅｃｏｎｏｍｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ㊀ｓｔａｂｉｌｉｔｙｃｏｎｔｒｏｌ；ａｃｔｉｖｅｒｏｌｌｃｏｎｔｒｏｌ（ＡＲＣ）；ａｃｔｉｖｅｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ；ＰＩＤｃｏｎｔｒｏｌ；ＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ０３７刘晓文，等．提高车辆转向稳定性的车身主动侧倾控制研究．ＬＩＵＸｉａｏｗｅｎ，ｅｔａｌ．Ｉｍｐｒｏｖｅｖｅｈｉｃｌｅｓｔｅｅｒｉｎｇｓｔａｂｉｌｉｔｙｖｉａａｃｔｉｖｅｒｏｌｌｃｏｎｔｒｏｌ．。
大模型 汽车控制策略优化
大模型汽车控制策略优化
大模型汽车控制策略优化涉及到多个方面，包括车辆动力系统、悬挂系统、转向系统、制动系统等。
针对这一问题，我们可以从以
下几个角度来全面回答：
1. 动力系统优化，大模型汽车通常搭载强大的发动机，为了提
高燃油经济性和减少排放，可以采用先进的动力系统控制策略，如
电子节气门控制、智能启停系统等，以实现动力输出的精准控制和
优化。
2. 悬挂系统优化，对于大模型汽车，悬挂系统的优化对于提高
车辆的操控性和舒适性至关重要。
可以采用自适应悬挂系统、主动
式悬挂系统等先进技术，通过实时调节悬挂刚度和减震力度，以适
应不同路况和行驶状态，提高车辆的稳定性和舒适性。
3. 转向系统优化，大模型汽车的转向系统需要具备良好的灵活
性和稳定性，尤其是在高速行驶和紧急转向时。
可以采用电子助力
转向系统、主动转向系统等技术，通过实时监测车辆行驶状态和驾
驶员操作，优化转向系统的响应速度和转向力度，提高车辆的操控
性和安全性。
4. 制动系统优化，大模型汽车的制动系统在高速行驶和重载情
况下面临较大挑战，需要具备优秀的制动性能和稳定性。
可以采用
电子制动力分配系统、预碰撞制动系统等先进技术，通过智能控制
制动压力和分配力度，提高制动系统的响应速度和稳定性，确保车
辆在各种情况下都能够安全制动。
综上所述，大模型汽车控制策略优化涉及到多个方面，需要综
合考虑动力系统、悬挂系统、转向系统和制动系统等多个方面的优化，以实现车辆性能的全面提升。
通过采用先进的控制策略和技术，可以有效提高大模型汽车的操控性、安全性和舒适性，满足用户对
于车辆性能的需求。
漂移教学知识点分析总结
漂移教学知识点分析总结一、漂移前的准备1.赛前准备了解赛道情况：了解赛道的弯道类型、路面状况和赛道特点，有针对性地准备漂移技术和战术。
检查赛车状态：确保赛车机械性能良好，包括悬挂、制动系统、轮胎等，避免在漂移过程中出现意外情况。
2.身体准备强体训练：漂移需要赛车手具备很强的肌肉控制和反应能力，进行适当的身体锻炼，提高身体素质和协调性。
注意饮食：保持健康的饮食习惯，合理搭配营养，确保赛车手在比赛中保持良好的状态。
二、角度控制1.方向盘控制横向移动：在漂移过程中，赛车手需要灵活操作方向盘，控制车辆的横向移动，保持漂移的轨迹。
反向转向：通过反向转向的操作，实现车辆的侧向滑移，配合油门和制动，控制漂移的幅度和角度。
2.车速控制速度调节：漂移过程中需要根据赛道情况和车辆状态，灵活调节车速，保持漂移过程中的平衡和稳定性。
加速、减速：通过油门和制动的操作，调节车辆速度，合理控制漂移的角度和时间，确保漂移的效果和安全。
三、力量和控制1.横向力侧向支撑：在高速行驶和侧向滑移的过程中，车身会产生横向的力量，赛车手需要有效地利用横向支撑力来稳定车辆。
扭矩控制：合理利用车辆的扭矩和动力输出，在漂移过程中控制车辆的侧向滑移和平衡，保持车速和方向的稳定。
2.转向控制灵活转向：在漂移过程中，赛车手需要快速而准确地操作转向系统，实现车辆的侧向滑移，保持漂移的轨迹和角度。
侧向抓地力：通过控制车辆的悬挂结构和轮胎抓地力，在漂移过程中保持车辆的稳定性，避免发生侧翻或失控情况。
四、心态和技巧1.心态调控调整心态：在漂移过程中需要保持冷静和集中的心态，对赛道和车辆状态进行有效的分析和判断，确保漂移的安全和效果。
勇气与信心：漂移需要赛车手具备一定的勇气和信心，克服恐惧和迷茫，保持对漂移技术和自身能力的信心，勇往直前。
2.技巧和策略重心转移：在漂移过程中，灵活利用车辆的重心转移，提高车辆的稳定性和侧向滑移的效果，实现更完美的漂移。
速度配合：根据赛道情况和角度要求，合理利用车速和角度的配合，实现漂移的效果和角度控制，避免漂移过程中出现偏差和失控。
低轨Walker星座构型偏置维持控制方法分析
中国空间科学技术A pr ２５㊀２０２１㊀V o l ４１㊀N o ２㊀３８Ｇ４７C h i n e s eS p a c eS c i e n c ea n dT e c h n o l o g yI S S N １０００Ｇ７５８X ㊀C N １１Ｇ１８５９/V h t t p :ʊz g k jc a s t c n D O I :１０ １６７０８/jc n k i １０００Ｇ７５８X ２０２１ ００２０低轨W a l k e r 星座构型偏置维持控制方法分析李玖阳,胡敏∗,王许煜,李菲菲,徐家辉航天工程大学,北京１０１４１６摘㊀要:针对低轨(l o we a r t ho r b i t ,L E O )W a l k e r 星座构型稳定性维持问题,分析了低轨卫星的轨道摄动和星座构型稳定性的影响因素.通过分析低轨W a l k e r 星座的轨道摄动和相对漂移特点,提出了两次偏置策略.首先,依据未偏置时星座相对漂移量拟合得出第一次偏置时的偏置量.然后利用第一次偏置后的相对漂移量拟合得出第二次偏置量,消除残余项影响.两次偏置量叠加,使相对漂移大大降低.结果表明,低轨W a l k e r 星座中各卫星的初始参数偏差造成了升交点赤经和沿迹角相对漂移的发散,两次偏置策略可将两种星座的相对漂移量降至０．１ʎ以下,证明了策略的有效性,提高了星座构型稳定性.关键词:低轨;W a l k e r 星座;构型维持;偏置;稳定性中图分类号:V ４１２．２㊀㊀㊀㊀文献标识码:A收稿日期:２０２０Ｇ０６Ｇ１６;修回日期:２０２０Ｇ０６Ｇ２８;录用日期:２０２０Ｇ０９Ｇ１５;网络出版时间:２０２０Ｇ０９Ｇ２２㊀１４:４９基金项目:国家自然科学基金(６１４０３４１６)∗通信作者．E Ｇm a i l :jl h m ０９＠１６３．c o m 引用格式:李玖阳,胡敏,王许煜,等．低轨W a l k e r 星座构型偏置维持控制方法分析[J ]．中国空间科学技术,２０２１,４１(２):３８Ｇ４７．L I JY ,HU M ,WA N G XY ,e t a l ．A n a l y s i s o f c o n f i g u r a t i o no f f s e t t i n g m a i n t e n a n c em e t h o d f o rL E O W a l k e r c o n s t e l l a t i o n [J ]．C h i n e s e S p a c eS c i e n c e a n dT e c h n o l o g y,２０２１,４１(２):３８Ｇ４７(i nC h i n e s e )．A n a l y s i s o f c o n f i g u r a t i o no f f s e t t i n g m a i n t e n a n c em e t h o d f o r L E O W a l k e r c o n s t e l l a t i o nL I J i u y a n g １,H U M i n ∗,W A N GX u yu １,L IF e i f e i １,X UJ i a h u i １S p a c eE n g i n e e r i n g U n i v e r s i t y ,B e i j i n g １０１４１６,C h i n a A b s t r a c t :A i m i n g a t t h e p r o b l e m o fm a i n t a i n i n g t h es t a b i l i t y of W a l k e r c o n s t e l l a t i o n i n l o w E a r t ho r b i t (L E O ),t h e f a c t o r s a f f e c t i ng th e o r bi t p e r t u r b a t i o no fL E Os a t e l l i t e s a n d t h e s t a b i l i t y o f c o n s t e l l a t i o nc o n f i g u r a t i o nw e r e a n a l y z e d ．B y a n a l y z i n g t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e o r b i t p e r t u r b a t i o n a n d r e l a t i v e d r i f t o f t h eL E O W a l k e r c o n s t e l l a t i o n ,a t w o Ｇb i a s s t r a t e g y w a s p r o p o s e d ．F i r s t ,t h e o f f s e t a m o u n t a t t h e f i r s t o f f s e tw a so b t a i n e db y f i t t i n g t h e r e l a t i v ed r i f t a m o u n t o f t h e c o n s t e l l a t i o nw h e n i tw a sn o to f f s e t ．T h e nt h er e l a t i v ed r i f ta f t e r t h ef i r s to f f s e tw a su s e dt oo b t a i nt h es e c o n do f f s e t ,e l i m i n a t i n g t h e e f f e c t s o f r e s i d u a l t e r m s ．T h e t w o o f f s e t sw e r e s u p e r i m p o s e d t o g r e a t l y r e d u c e t h e r e l a t i v e d r i f t ．T h e r e s u l t s s h o wt h a t t h e d e v i a t i o n o f t h e i n i t i a l p a r a m e t e r s o f t h e s a t e l l i t e s i n t h eL E O W a l k e r c o n s t e l l a t i o n c a u s e d t h e d i v e r g e n c e o f t h e r e l a t i v e a s c e n s i o no f t h e a s c e n d i n g n o d e a n d t h e r e l a t i v ed r i f t o f t h e a l o n g Ｇt r a c ka n g l e ．T h e t w o Ｇb i a s s t r a t e g y c a n r e d u c e t h e r e l a t i v e d r i f t o f t h e t w o c o n s t e l l a t i o n s t o l e s s t h a n ０．１ʎ,w h i c h i m p r o v e s t h e e f f e c t i v e n e s s o f t h e s t r a t e g y a n d t h e s t a b i l i t y o f t h e c o n s t e l l a t i o n c o n f i gu r a t i o n ．K e yw o r d s :L E O ;W a l k e r c o n s t e l l a t i o n ;c o n f i g u r a t i o nm a i n t e n a n c e ;o f f s e t ;s t a b i l i t y 卫星星座在运行过程中,由于受到各种摄动力影响,各卫星之间相对位置会逐渐漂移,进而逐渐偏离其标称轨道,使星座整体结构发生变化.这种变化积累到一定程度,会使星座几何构李玖阳,等:低轨W a l k e r星座构型偏置维持控制方法分析３９㊀型遭到破坏,致使星座性能大幅度下降[１].W a l k e r星座以其重访特性均匀和全球范围内纬度带覆盖性好而被广泛应用,典型的W a l k e r导航星座有美国的G P S全球定位导航系统㊁欧洲G a l i l e o导航系统㊁中国的北斗卫星导航系统和俄罗斯G l o n a s s导航系统等[２Ｇ４].典型的低轨W a l k e r星座有美国的G l b o a l s t a r等系统[５].随着卫星发射成本的降低和卫星互联网技术的发展,低轨星座的卫星数目逐渐增多,小卫星技术的发展和发射成本的降低使得低轨卫星星座中卫星数量剧增,O n e W e b公司计划发射由２６２０颗卫星组成的星座[６]㊁S a m g s u n g公司计划发射由４６００颗卫星组成的星座[７]㊁B o e i n g计划发射２９５６颗卫星组成的星座和S t a r l i n k最终计划发射４．２万颗卫星组成星座,这些星座规模巨大,星座中卫星分布密度很高,为了实现全球覆盖和星座长期稳定运行,对星座构型保持精度提出了很高的要求.目前国内外对卫星星座的构型保持的研究主要集中在中高轨星座,文献[１,８Ｇ１０]针对中轨星座利用参数偏置法来维持星座构型长期稳定,对处于共振轨道和非共振轨道的星座均具有良好的效果;陈雨等[２]基于在轨实测数据,通过机动累计相位差相对漂移较小的卫星来控制相位角相对漂移,可以使一年内的相位角相对漂移维持在ʃ５ʎ阈值内,但该方法星座中卫星数目较少且阈值偏大,无法满足卫星数目较多的W a l k e r星座构型维持要求.文献[１１]使用L y a p u n o v控制方法计算了星座绝对控制和相对控制所需的速度增量;文献[１２]利用线性二次控制器借助推力实现星座中星间相对位置保持;文献[１３Ｇ１４]研究了保证２维点阵花状星座在J２摄动影响下星座构型稳定性的初始参数设置方法,但研究并不适用于W a l k e r星座.本文首先针对低轨W a l k e r星座构型演化进行理论分析,得出影响星座构型稳定性的影响因素.而后,使用高精度轨道积分进行仿真分析,采用两次偏置策略对升交点赤经相对漂移和沿迹角相对漂移进行补偿,对比仿真两种不同规模的低轨W a l k e r星座补偿前后的相对漂移量.１㊀轨道摄动及星座构型稳定性影响因素分析沃科于１９７１年提出了W a l k e rＧδ星座的概念[１５].W a l k e rＧδ星座由构型码N/P/F表示,分别代表星座中卫星总数㊁星座轨道面数和相邻轨道面卫星的相位因子,星座中所有卫星均匀对称分布,各卫星的升交点赤经和沿迹角为:Ωi＝３６０P(p i－１),p i＝１,２, ,Pλi＝３６０N P(q i－１)＋３６０N F(p i－１),㊀q i＝１,２, ,N Püþýïïïïïïïï(１)式中:p i,q i分别为轨道面编号和面内卫星编号;N,P,F分别为卫星总数㊁轨道面数和相位因子;Ωi,λi为各卫星的升交点赤经和沿迹角.１．１㊀轨道摄动分析卫星在轨运行过程中,除了受到地球中心引力外,还会受到各种摄动力的影响[１６],针对低轨卫星,其所受的主要摄动力摄动加速度量级随轨道高度变化如图１所示.从图１可以看出,轨道高度在１０００k m以下的低轨卫星地球非球形J２项摄动和大气阻力摄动为主要摄动力,其他摄动量为小量,可忽略不计.图１㊀摄动加速度量级随轨道高度变化F i g．１㊀P e r t u r b a t i o na c c e l e r a t i o n l e v e lc h a n g e sw i t ho r b i t a l a l t i t ud e在地球中心引力和非球形J２项摄动的作用下,卫星各轨道根数的长期变化率为[１７]:４０㊀中国空间科学技术A pr ２５㊀２０２１㊀V o l ４１㊀N o ２̇a ,̇e ,̇i ＝０̇Ω＝－３J ２R ２e２p ２n c o s i ̇λ＝３J ２R ２e ２p ２n ２－５２s i n ２i æèçöø÷－１－e ２ éëêê㊀㊀１－３２s i n ２i æèçöø÷ùûúúüþýïïïïïïïïïï(２)式中:a ,e ,i ,Ω,λ分别为半长轴㊁偏心率㊁轨道倾角㊁升交点赤经㊁沿迹角;p ＝a (１－e ２);R e 为地球半径;n ＝μa ３,μ为地球引力常数.在地球非球形J ２项摄动的作用下,升交点赤经和沿迹角的变化与卫星半长轴,偏心率和轨道倾角相关,半长轴,偏心率和轨道倾角无长期变化.航天器所受大气阻力的加速度为[１８]:f D ＝－C D S２m ρv v (３)式中:C D 为航天器自身的阻力系数;Sm为面质比;ρ为卫星所在轨道高度处的大气密度;v 为卫星相对大气运动速度矢量,v 为其大小.大气阻力摄动主要影响卫星的半长轴和偏心率,引起的半长轴和偏心率变化主要取决于卫星面质比和大气密度,大气密度随着卫星轨道高度的增大而降低,在轨道高度高于１０００k m 时,大气阻力摄动可以忽略不计.１．２㊀星座构型稳定性影响因素分析W a l k e r 星座在轨运行过程中,星座中各卫星都会在摄动力作用下逐渐偏离其标称轨道,而影响W a l k e r 星座长期稳定运行的两个关键因素为升交点赤经和沿迹角的相对漂移.星座中卫星i 的升交点赤经和沿迹角的相对漂移量如下式所示,其中沿迹角相对漂移指卫星i 所在轨道面相对轨道面内卫星平均漂移量的偏差.ΔΩi ＝(Ωi －Ω∗i )－ðNi ＝１(Ωi －Ω∗i )NΔλi ＝(λi －λ∗i )－ðN /Pi ＝１(λi －λ∗i )(N /P )üþýïïïïïïïï(４)式中:ΔΩi ,Δλi 为各卫星的升交点赤经和沿迹角相对漂移量;Ωi ,λi 为考虑各种摄动下的升交点赤经和沿迹角;Ω∗i ,λ∗i 为每颗卫星标称轨道的升交点赤经和沿迹角.升交点赤经和沿迹角的相对漂移在摄动影响下随时间变化满足如下关系[１９]:ΔΩ＝ΔΩ０＋k Ω１t ＋０．５k Ω２t２Δλ＝Δλ０＋k λ１t ＋０．５k λ２t ２}(５)式中:t 为时间;ΔΩ０,Δλ０为升交点赤经和沿迹角相对漂移的初始值;k Ω１,k λ１分别为升交点赤经相对漂移和沿迹角相对漂移的一阶变化率;k Ω２,k λ２分别为升交点赤经相对漂移和沿迹角相对漂移的变化加速度.一阶变化率和变化加速度与摄动关系如下:k Ω１＝Ə̇ΩƏa Δa ０＋Ə̇ΩƏe Δe ０＋Ə̇ΩƏiΔi ０k λ１＝Ə̇λƏa Δa ０＋Ə̇λƏe Δe ０＋Ə̇λƏiΔi ０k Ω２＝Ə̇ΩƏa Δ̇a ＋Ə̇ΩƏe Δ̇e ＋Ə̇ΩƏi Δ̇i k λ２＝Ə̇λƏa Δ̇a ＋Ə̇λƏe Δ̇e ＋Ə̇λƏi Δ̇i üþýïïïïïïïïïïïï(６)式中:Ə̇λƏa ,Ə̇ΩƏa ,Ə̇λƏe ,Ə̇ΩƏe ,Ə̇λƏi ,Ə̇ΩƏi 为沿迹角和升交点赤经受摄动力影响的变化率相对于半长轴㊁偏心率和轨道倾角的偏导数;Δa ０,Δe ０,Δi ０为初始偏置量;Δ̇a ,Δ̇e ,Δ̇i 为变化率,由卫星所受摄动力决定.卫星在入轨过程中,会由于入轨偏差和大气阻力衰减的影响产生卫星间的初始偏差,设两颗卫星间的初始偏差为Δa １,Δe １,Δi １,ΔΩ１,Δλ１,对于近圆轨道卫星,可忽略偏心率的影响,在J ２摄动的作用下,相对漂移的变化加速度可以忽略,结合式(５)和式(６),可得出卫星之间相对漂移量随时间变化:ΔΩ＝ΔΩ０＋k Ω１t Δλ＝Δλ０＋k λ１t }(７)式(７)中,升交点赤经的相对漂移和沿迹角的相对漂移主要受相对漂移的一阶变化率的影响.在J ２摄动的作用下,相对漂移一阶变化率主要受卫星标称半长轴和初始偏差的影响.在李玖阳,等:低轨W a l k e r 星座构型偏置维持控制方法分析４１㊀倾角偏差为０ʎ时,升交点赤经和沿迹角相对漂移量随半长轴偏差和卫星半长轴变化如图２和图３所示.从两张图中可以看出,低轨卫星对半长轴偏差较为敏感,相对漂移量随轨道高度的增加而下降.图４和图５仿真了轨道高度８００k m 的两颗卫星升交点赤经和沿迹角相对漂移随初始偏置量变化的变化情况.对于近圆轨道卫星,半长轴图２㊀升交点赤经相对漂移F i g ．２㊀R e l a t i v e d r i f t o f r i gh t a s c e n s i o nn o de 图３㊀沿迹角相对漂移F i g ．３㊀R e l a t i v e d r i f t o f a r gu m e n t o f l a t i t u de 图４㊀升交点赤经相对漂移F i g ．４㊀R e l a t i v e d r i f t o f r i gh t a s c e n s i o nn o d e 和轨道倾角的初始偏置量均可对升交点赤经和沿迹角的相对漂移产生影响,但各偏差值对相对漂移的影响程度不同.由仿真结果可知,轨道倾角偏差在升交点赤经相对漂移中占主要影响,半长轴偏差在沿迹角相对漂移中占主要影响.图５㊀沿迹角相对漂移F i g ．５㊀R e l a t i v e d r i f t o f a r gu m e n t o f l a t i t u d e ２㊀两次偏置策略２．１㊀两次偏置策略补偿原理星座中卫星在无初始参数偏置的情况下,升交点赤经和沿迹角相对漂移随时间变化如式(５)所示,在加入初始偏置量后,会引入由初始偏置量产生的一阶变化率k ᶄΩ,k ᶄλ,即:ΔΩ(t )＝ΔΩ０＋k ᶄΩt ＋k Ω１t ＋０．５k Ω２t ２Δλ(t )＝Δλ０＋k ᶄλt ＋k λ１t ＋０．５k λ２t ２}(８)为了抑制星座中卫星在一定时间内的相对漂移,式(８)中相对漂移需要满足如下关系:ΔΩ(t ０＝０)＝ΔΩ(t e n d )Δλ(t ０＝０)＝Δλ(t e n d )}(９)式中:t ０,t e n d 为仿真开始时间和结束时间.由式(９)可得出一阶变化率为:k ᶄΩ＝－k Ω１t e n d ＋０．５k Ω２t ２e n d t e n dk ᶄλ＝－k λ１t e n d ＋０．５k λ２t ２e n d t e n düþýïïïï(１０)在无偏置状况下,可以通过二次多项式拟合得出式(１０)中的一阶变化率和变化加速度,进而计算出偏置产生的一阶变化率,联立式(６)可求解出卫星初始偏置量.４２㊀中国空间科学技术A pr ２５㊀２０２１㊀V o l ４１㊀N o ２在高阶摄动项和二次多项式拟合误差的影响下,第一次偏置后的相对漂移一阶变化率和变化加速度还会存在一定的残余项和高阶项没有消除,在１次偏置后的相对漂移量随时间变化为:ΔΩ(t )＝ΔΩ０＋ k Ω１t ＋０．５ k Ω２t ２＋O (t ２)Δλ(t )＝Δλ０＋ k λ１t ＋０．５ k λ２t ２＋O (t ２)}(１１)式中: k Ω,λ１,２为残余项;O (t ２)为高阶项.因此,可以在第一次偏置的基础上再对偏置后的相对漂移进行二次多项式拟合,并通过式(１０)和式(６)计算出初始偏置量,该偏置量和第一次偏置量叠加,使残余项和高阶项进一步减小,进而使星座中各卫星的相对漂移达到较低水平.２．２㊀仿真实验验证实验采用H P O P 高精度轨道预报器对两种不同规模的低轨W a l k e r 星座进行了仿真分析,两种星座所受摄动力均为地球非球形J ２摄动和大气阻力摄动,大气密度模型为J a c c h i a ７０,大气阻力系数为２．２,卫星面质比为０．００３,仿真时长为１０年.(１)算例１小规模低轨W a l k e r 星座构型为２４/３/１,轨道高度８００k m ,偏心率０．００１,轨道倾角为６０ʎ,如图６所示.图６㊀小规模星座示意F i g ．６㊀S m a l l s c a l e c o n s t e l l a t i o nd i a gr a m 在未偏置时升交点赤经相对漂移和沿迹角(沿迹角)相对漂移如图７所示,(图７~图９㊁图１１~图１３中各颜色分别代表星座中各卫星相对漂移的变化规律)升交点赤经最大相对漂移量达到了１３．７４ʎ,沿迹角最大相对漂移量达到２０７．６ʎ.第一次和第二次各卫星偏置量如表１和表２所示,在１次偏置和２次偏置后,星座相对漂移如图８和图９所示,一次偏置后升交点赤经和沿迹角相对漂移量均大大降低,升交点赤经相对漂移量达到０．１ʎ以下,沿迹角相对漂移量最大不超过０．４ʎ,但两者仍具有一定的发散趋势,在二次偏置后,升交点赤经和沿迹角相对漂移量均降至０．１ʎ以下,且呈现收敛趋势.表１㊀半长轴偏置量T a b l e １㊀S e m i Ｇm a jo r a x i sb i a s e s k mI n Ｇpl a n e s a t e l l i t e０１２３４５６７P l a n e ０１s t －０．００６４９５５０．０３０８４３２－０．０１６７７９７－０．０１２９４７０－０．００６３４９８０．０３０７９２３－０．０１６６２６７－０．０１２８９６０２n d４．４６３６ˑ１０－６１．１６２０ˑ１０－５－１．２３３０ˑ１０－５６．５９６７ˑ１０－６４．５３０３ˑ１０－６１．１５７３ˑ１０－５－１．２３２３ˑ１０－５６．７５２０ˑ１０－６P l a n e １１s t －０．０４７６８９６－０．０１１３０１１０．００９２０８７－０．００６６５２１－０．０４７７３６７－０．０１１２２４５０．００８８８８４－０．００６６４８９２n d７．４８９０ˑ１０－５４．２４７５ˑ１０－５－６．１４６７ˑ１０－５４．２８６５ˑ１０－５７．４８６５ˑ１０－５４．３２５５ˑ１０－５－６．２２３７ˑ１０－５４．３０７２ˑ１０－５P l a n e ２１s t ０．０３４３１３６－０．０４５４６２１－０．００７５６８６０．０５０７３５８０．０３４３２０６－０．０４４９９７７－０．００７８７８１０．０５０７４５９２n d －２．５８４３ˑ１０－５－９．３６９０ˑ１０－６－２．３３９４ˑ１０－５－７．４６７４ˑ１０－６－２．５９６２ˑ１０－５－９．７２２２ˑ１０－６－２．２９４５ˑ１０－５－７．４１１８ˑ１０－６表２㊀轨道倾角偏置量T a b l e ２㊀I n c l i n a t i o nb i a s e s(ʎ)I n Ｇpl a n e s a t e l l t i e０１２３４５６７P l a n e ０１s t ０．００３４１０．００３３４０．００３６７０．００３５５０．００３４９０．００３４２０．００３６７０．００３６３２n d－６．８６８ˑ１０－６－６．８２２ˑ１０－６－７．１６９ˑ１０－６－７．０４８ˑ１０－６－７．０２６ˑ１０－６－６．９８４ˑ１０－６－７．１７２ˑ１０－６－７．２０９ˑ１０－６P l a n e １１s t ０．０３８２６０．０３８２１０．０３８０９０．０３８０３０．０３８２３０．０３８１８０．０３８０５０．０３７９９２n d－６．７０７ˑ１０－５－６．６７１ˑ１０－５－６．６２９ˑ１０－５－６．６６３ˑ１０－５－６．６９８ˑ１０－５－６．６６１ˑ１０－５－６．６１９ˑ１０－５－６．６５３ˑ１０－５P l a n e ２１s t －０．０２１５７－０．０２１４２－０．０２１７２－０．０２１７５－０．０２１６２－０．０２１４７－０．０２１７６－０．０２１８０２n d ４．４３５ˑ１０－５４．４１４ˑ１０－５４．４７５ˑ１０－５４．４７０ˑ１０－５４．４４２ˑ１０－５４．４２１ˑ１０－５４．４８１ˑ１０－５４．４７７ˑ１０－５㊀李玖阳,等:低轨W a l k e r星座构型偏置维持控制方法分析４３图７㊀星座在未偏置时相对漂移量F i g．７㊀C o n s t e l l a t i o n r e l a t i v e d r i f t sw i t h o u t o f f s e t i n g图８㊀星座在１次偏置后的相对漂移量F i g．８㊀R e l a t i v e d r i f t s o f c o n s t e l l a t i o na f t e r f i r s t o f f s e t图９㊀星座在２次偏置后的相对漂移量F i g．９㊀R e l a t i v e d r i f t s o f c o n s t e l l a t i o na f t e r s e c o n do f f s e t４４㊀中国空间科学技术A p r ２５㊀２０２１㊀V o l ４１㊀N o ２(２)算例２构型为８０/４/１,轨道高度８００k m,轨道倾角６０ʎ的大规模低轨星座,如图１０所示.初始状态下相对漂移如图１１所示,升交点赤经最大相对漂移量达到了１５．６９ʎ,沿迹角最大相对漂移量达到２０１．５ʎ.在１次偏置和２次偏置后,偏置量分别如表３㊁表４和表５㊁表６所示.星座相对漂移如图１２和图１３所示.一次偏置图㊀１０大规模星座示意F i g．１０㊀L a r g e s c a l e c o n s t e l l a t i o nd i a g r a m 后升交点赤经和沿迹角相对漂移量均大大降低,升交点赤经相对漂移量达到０．１ʎ以下,沿迹角相对漂移量最大不超过０．６ʎ,但两者仍具有一定的发散趋势.在二次偏置后,升交点赤经和沿迹角相对漂移量均降至０．１ʎ以下,且呈现收敛趋势.根据两种规模的星座仿真结果,在第一次偏置后升交点赤经和沿迹角相对漂移大大减小,但仍有一定的发散趋势,而在第二次偏置后相对漂移成收敛趋势,最大相对漂移保持在０．１ʎ以下.以上实验结果证明了两次偏置策略能有效的降低相对漂移量,且不受星座规模限制,对小规模和大规模的低轨W a l k e r星座均有良好的效果.本方法相较于现有方法具有操作简单㊁仅在初始入轨时偏置㊁星座构型维持精度高的特点,理论上不需要后续燃料消耗.但实际中卫星入轨精度与理论存在一定偏差,后续需要进行一定的修正,修正的频次和燃料消耗与卫星所处空间环境有关,可与卫星轨道维持同步进行.表３㊀半长轴偏置量(第１次偏置)T a b l e３㊀S e m iＧm a j o r a x i sb i a s e s(f i r s t o f f s e t)k m S a t e l l i t e０１２３４５６７８９P l a n e０－０．００９３４３５０．００６２２０６０．０２１８０１８０．０３２３５６６０．０１４６０７１－０．０１９６２７６－０．０１０９３８６－０．００９３４６４－０．０１９７８８１－０．０１９３７６９P l a n e１－０．００６０９５５－０．０２６５４５２－０．０３９９５３９－０．０４０３８２０－０．０５４０２１３－０．０４８６２２２－０．００１７８５９０．０２２１５０６０．０２３０６３７０．０１２５９６０P l a n e２０．００１１６０６０．０２７５８６６０．０４５４２２４０．０４３１７９１０．０００９８５３－０．０２４６９９４－０．０２４２０４２－０．０３８０３１４－０．０３９８２３８－０．０２４４６０９P l a n e３０．０１９４９１０－０．００２１０５８－０．０１５３２７１－０．０２５９０６６－０．０４１０１９７－０．００８５８１２０．０３７８５９５０．０５０７２６４０．０５１６９１７０．０４００３３６S a t e l l i t e１０１１１２１３１４１５１６１７１８１９P l a n e０－０．００９１９７９０．００６３００５０．０２１７８６７０．０３２２８７５０．０１４９３０７－０．０１９４７４６－０．０１１２２８８－０．００９２７９７－０．０１９７４６３－０．０１９３０８３P l a n e１－０．００６２３５４－０．０２６５８９２－０．０３９９４６５－０．０４０４０８３－０．０５３７３７５－０．０４８９８８２－０．００２１８３５０．０２２１３８３０．０２３０５２１０．０１２５１７９P l a n e２０．００１２７７８０．０２７５８７７０．０４５３７０５０．０４３４４９６０．００１４４２１－０．０２４８４３４－０．０２４３２２４－０．０３７９７９１－０．０３９８０７７－０．０２４３６１９P l a n e３０．０１９３８７６－０．００２１１４６－０．０１５３０７１－０．０２５６０７１－０．０４０８２５０－０．００９０４２７０．０３７６１３３０．０５０７０９７０．０５１６５９００．０３９９１１４表４㊀轨道倾角偏置量(第１次偏置)T a b l e４㊀I n c l i n a t i o nb i a s e s(f i r s t o f f s e t)(ʎ) S a t e l l i t e０１２３４５６７８９P l a n e００．００３４６０．００３４２０．００３４０．００３３９０．００３４５０．００３７２０．００３６００．００３５９０．００３６００．００３５８P l a n e１０．０４３１０．０４３２０．０４３２６０．０４３２５０．０４３２７０．０４３２７０．０４３０２０．０４２９６０．０４２９６０．０４３０１P l a n e２０．００８８１０．００８７９０．００８７８０．００８７５０．００８９２０．００８８７０．００８７５０．００８８００．００８８００．００８７７P l a n e３－０．０２８７２－０．０２８６３－０．０２８５９－０．０２８６１－０．０２８５２－０．０２８７１－０．０２８９３－０．０２８９２－０．０２８９１－０．０２８８４S a t e l l i t e１０１１１２１３１４１５１６１７１８１９P l a n e００．００３５４０．００３５００．００３４７０．００３４７０．００３５２０．００３７２０．００３６８０．００３６７０．００３６８０．００３６５P l a n e１０．０４３１０．０４３２０．０４３２６０．０４３２５０．０４３２７０．０４３２７０．０４３０２０．０４２９６０．０４２９６０．０４３０１P l a n e２０．００８７５０．００８７３０．００８７１０．００８６８０．００８８５０．００８８１０．００８６８０．００８７３０．００８７３０．００８７１P l a n e３－０．０２８７４－０．０２８６４－０．０２８６－０．０２８６２－０．０２８５４－０．０２８７２－０．０２８９４－０．０２８９３－０．０２８９２－０．０２８８５㊀李玖阳,等:低轨W a l k e r星座构型偏置维持控制方法分析４５表５㊀半长轴偏置量(第２次偏置)T a b l e５㊀S e m iＧm a j o r a x i sb i a s e s(s e c o n do f f s e t)１０－５k m S a t e l l i t e０１２３４５６７８９P l a n e００．３４３１１０．５７６９３０．８８８５１１．１４５９－０．０２７５３９－１．３６８５－０．３５２８６０．７１２７５０．４２２９３０．２８６９４P l a n e１６．００９２８．０９８０９．６０４１９．７４４０－４．３４９６－９．８１７３－３．５５０５３．９０６７３．６２９６４．３４８１P l a n e２１．３５８９１．７４３６２．０６１１０．９０８４０－１．６０９５－１．８９１１０．２２３３８１．２１３６１．０１５０１．０７６１P l a n e３－４．５８７７－７．０４８６－８．４９１１－３．３８６２２．１２１６３．０３６４０．１７２４５－１．１４７４－１．０３２８－２．２８４５S a t e l l i t e１０１１１２１３１４１５１６１７１８１９P l a n e００．３５００１０．５７８２００．８８４８８１．１４１３－０．０２９１２１－１．３６７７－０．３７９６９０．７２７７７０．４３７９４０．２９８１０P l a n e１６．０３３１８．１１２６９．６１００９．７４８３－４．２４１９－９．８８０１－３．６７２１３．９００２３．６３１０４．３６２２P l a n e２１．３５３９１．７３９５２．０５８９０．９４５０５－１．５５９７－１．８９４５０．２０２３５１．２０７４１．００７１１．０６９０P l a n e３－４．６０７１－７．０５７２－８．４９４８－３．４４８５２．０９０７３．０８５１０．２３１３１－１．１４６５－１．０３８８－２．３０４３表６㊀轨道倾角偏置量(第２次偏置)T a b l e６㊀I n c l i n a t i o nb i a s e s(s e c o n do f f s e t)１０－５(ʎ) S a t e l l i t e０１２３４５６７８９P l a n e０－０．６９４９７－０．６９０１０－０．６９９９３－０．６８８５５－０．６９５０２－０．７１９４０－０．７０５６４－０．７１３７８－０．７０９９９－０．７１３８５P l a n e１－７．４８４０－７．４３９７－７．４１８１－７．４１７６－７．３４６５－７．３５１０－７．４３５１－７．５２３８－７．５２０１－７．５０７６P l a n e２－１．６６７３－１．６８２９－１．６８７３－１．６７１２－１．６７５５－１．６３６２－１．６１８９－１．６２９０－１．６３１６－１．６５２７P l a n e３６．１３７６６．０７７４６．０５１９６．０２１８５．９８１１６．０５７６６．１８１７６．２０８５６．２０４９６．１８２４S a t e l l i t e０１２３４５６７８９P l a n e０－０．７１０８２－０．７０６２５－０．７１６１２－０．７０４８９－０．７１０６８－０．７１９６７－０．７２１５２－０．７２９８５－０．７２５９９－０．７２９８６P l a n e１－７．４８３５－７．４３９４－７．４１７９－７．４１７３－７．３４６６－７．３５０１－７．４３３６－７．５２３５－７．５１９７－７．５０７２P l a n e２－１．６５３４－１．６６８９－１．６７３０－１．６５７３－１．６６１７－１．６２２８－１．６０５３－１．６１５３－１．６１８０－１．６３９１P l a n e３６．１３９４６．０７９４６．０５３９６．０２４２５．９８３４６．０５７７６．１８２６６．２１０５６．２０６９６．１８４３图１１㊀星座在未偏置时相对漂移量F i g．１１㊀C o n s t e l l a t i o n r e l a t i v e d r i f t sw i t h o u t o f f s e t i n g４６㊀中国空间科学技术A pr ２５㊀２０２１㊀V o l ４１㊀N o２图１２㊀星座在１次偏置后的相对漂移量F i g．１２㊀R e l a t i v e d r i f t s o f c o n s t e l l a t i o na f t e r f i r s t o f f s et 图１３㊀星座在２次偏置后的相对漂移量F i g．１３㊀R e l a t i v e d r i f t s o f c o n s t e l l a t i o na f t e r s e c o n do f f s e t ３㊀结束语本文首先分析了低轨W a l k e r 星座所受摄动和影响星座构型稳定性的影响因素.结果表明:１)低轨W a l k e r 星座升交点赤经和沿迹角的相对漂移主要是由星座中各卫星初始轨道参数偏差引起的.２)半长轴偏差对沿迹角相对漂移影响较大,轨道倾角偏差对升交点赤经相对漂移影响较大.因此,本文采取了两次偏置策略,在第一次偏置的基础上,根据第一次偏置后的相对漂移情况再次进行偏置,补偿由第一次偏置产生的残余项误差,使相对漂移量达到理想水平.仿真实验验证了两次偏置策略的效果.１)对于小规模和大规模低轨W a l k e r 星座,两次偏置策略能有效地降低升交点赤经和沿迹角的相对漂移量,达到十年漂移量低于０．１ʎ的水平.２)使升交点赤经和沿迹角相对漂移发散的趋势收敛,可以大大降低星座在运行过程中构型维持频次,提高星座构型稳定性.李玖阳,等:低轨W a l k e r星座构型偏置维持控制方法分析４７㊀参考文献(R e f e r e n c e s)[１]㊀项军华．卫星星座构形控制与设计研究[D]．长沙:国防科学技术大学,２００７．X I A 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e n tw i t h m e g ac o n s t e l l a t i o n su s i n g t h e e x a m p l e o f t h eO n e W e bc o n s t e l l a t i o n[J]．A c t aA s t r o n a u t i c a,２０１７,１３１:５５Ｇ６８．[８]㊀F A NL,HU M,J I A N GC．A n a l y t i c a l l o n gＧt e r me v o l u t i o na n d p e r t u rb a t i o nc o m p e n s a t i o n m ode l sf o rB e i D o u M E Os a t e l l i t e s[J]．C h i n e s eJ o u r n a lo f A e r o n a u t i c s,２０１８,３１(２):３３０Ｇ３３８．[９]㊀李恒年,李济生,焦文海．全球星摄动运动及摄动补偿运控策略研究[J]．宇航学报,２０１０,３１(７):１７５６Ｇ１７６１．L I H N,L IJ S,J I A O W H．A n a l y z i n g p e r t u r b a t i o nm o t i o na n ds t u d y i n g c o n f i g u r a t i o n m a i n t e n a n c es t r a t e g yf o rC o m p a s sＧM n a v ig a t i o nc o n s t e l l a t i o n[J]．J o u r n a lo fA s t r o n a u t i c s,２０１０,３１(７):１７５６Ｇ１７６１(i nC h i n e s e)．[１０]㊀姜宇,李恒年,宝音贺西．W a l k e r星座摄动分析与保持控制策略[J]．空间控制技术与应用,２０１３,３９(２):３６Ｇ４１．J I A N G Y,L IH N,B A O Y I N H X．O n p e r t u r b a t i o na n do r b i t a l m a i n t e n a n c e c o n t r o l s t r a t 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A S A N O V A D,T R E S A C O E．R e l a t i v e a n da b s o l u t es t a t i o nＧk e e p i n g f o rt w oＧd i m e n s i o n a l–l a t t i c ef l o w e r c o n s t e l l a t i o n s[J]．J o u r n a l o fG u i d a n c e,C o n t r o l,a n dD y n a m i c s,２０１６,３９(１１):１Ｇ７．[１５]㊀WA L K E RJ G．S o m ec i r c u l a ro r b i t p a t t e r n s p r o v i d i n gc o n t i n u o u s w h o l e e a r t h c o v e r a g e[J]．J o u r n a lo ft h eB r i t i s h I n t e r p l a n e t a r y S o c i e t y,１９７１,２４:３６９Ｇ３８４．[１６]㊀刘林．航天器轨道理论[M]．北京:国防工业出版社,２０００:７５Ｇ７６．L I U L．O r b i t t h e o r y o f s p a c e c r a f t[M]．B e i j i n g:N a t i o n a lD e f e n s e I n d u s t r y P r e s s,２０００:７５Ｇ７６(i nC h i n e s e)．[１７]㊀章仁为．卫星轨道姿态动力学与控制[M]．北京:北京航空航天大学出版社,１９９８:４８Ｇ５２．Z HA N G R W．S a t e l l i t e o r b i t a t t i t u d e d y n a m i c s a n dc o n t r o l[M]．B e i j i n g:B e i h a n g U n i v e r s i t y P r e s s,１９９８:４８Ｇ５２(i nC h i n e s e)．[１８]㊀罗志才,钟波,宁津生,等．G O C E卫星轨道摄动的数值模拟与分析[J]．武汉大学学报:信息科学版,２００９,３４(７):７５７Ｇ７６０．L U O Z C,Z H O N G B,N I N G J S,e t a l．N u m e r i c a ls i m u l a t i o n a n d a n a l y s i s f o r G O C E s a t e l l i t e o r b i tp e r t u r b a t i o n s[J]．G e o m a t i c sa n dI n f o r m a t i o nS c i e n c eo fW u h a nU n i v e r s i t y,２００９,３４(７):７５７Ｇ７６０(i nC h i n e s e)．[１９]㊀蒋超．航天器相对运动的摄动及其补偿控制[D]．北京:清华大学,２０１５．J I A N GC．P e r t u r b a t i o n s o f s p a c e c r a f t r e l a t i v em o t i o n a n di t s c o m p e n s a t i o n c o n t r o l[D]．B e i j i n g:T s i n g h u aU n i v e r s i t y,２０１５(i nC h i n e s e)．作者简介:李玖阳(１９９６－),男,硕士研究生,主要研究方向为低轨星座运行控制,l j y２８７＠１２６．c o m.胡敏(１９８３－),男,硕士研究生导师,博士,主要研究方向为空间系统复杂性及其安全管理与决策,j l h m０９＠１６３．c o m.(编辑:高珍)。
一种基于倾角监测的船舶转向安全驾驶控制系统[发明专利]
![一种基于倾角监测的船舶转向安全驾驶控制系统[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/a74cbfa4f7ec4afe05a1df75.png)
专利名称：一种基于倾角监测的船舶转向安全驾驶控制系统专利类型：发明专利
发明人：夏周正
申请号：CN202010563276.6
申请日：20200619
公开号：CN111720225A
公开日：
20200929
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种基于倾角监测的船舶转向安全驾驶控制系统，包含倾角监测系统和发动机ECU控制系统；所述倾角监测系统包含方向盘转向动作感应器、倾角传感器和信息处理集成模块；发动机ECU控制系统包含电子控制模块、电子节气门、喷油嘴、高压包、主继电器、警报蜂鸣器；本发明利用法向于船舶行驶方向的倾角传感器，来监测转向时船舶的实时倾角，通过评估倾角是否小于IMO要求的稳定消失倾角，来判断该船舶是否面临侧翻倾覆的风险，以消除因气候、海况以及驾驶员驾驶过程中的误判误操作所导致的其本人及乘客的生命财产损失的隐患，很大程度上提高了水上交通的安全性。
申请人：苏州百胜动力机器股份有限公司
地址：215000 江苏省苏州市浒墅关开发区联港路567号
国籍：CN
代理机构：苏州铭浩知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：于浩江
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无人驾驶车辆的漂移和过弯技巧
无人驾驶车辆的漂移和过弯技巧随着科技的不断发展，无人驾驶车辆已经成为了现实。
这些自动驾驶汽车通过先进的传感器和计算机系统，能够自主感知和处理道路上的情况。
然而，对于许多车迷和驾驶爱好者来说，无人驾驶车辆是否能够进行漂移和过弯成为了一个令人兴奋的话题。
本文将探讨无人驾驶车辆的漂移和过弯技巧，以及可能的应用场景。
首先，我们需要明确无人驾驶车辆的漂移和过弯是如何实现的。
在传统的汽车驾驶中，漂移和过弯需要驾驶员通过精确的操控技巧来控制车辆的姿态和速度。
然而，对于无人驾驶车辆来说，它们是通过先进的算法和计算机系统来实现这些动作的。
在漂移方面，无人驾驶车辆通过精确的动力分配和车轮控制来实现。
通过合理调节每个车轮的扭矩输出，无人驾驶车辆可以在转弯时产生足够的侧向力，使车辆的尾部向外滑动。
这种动作需要精确的计算和实时的调节，以确保车辆的稳定性和安全性。
过弯技巧与漂移类似，但更加复杂。
无人驾驶车辆需要根据道路曲率和车辆速度来计算最佳的过弯线路。
通过合理控制车轮的转向角度和车辆的速度，无人驾驶车辆可以在过弯时保持稳定并快速通过。
这需要高度精确的传感器和计算机系统来感知和处理道路的情况，并做出相应的决策。
那么，无人驾驶车辆的漂移和过弯技巧有什么实际应用呢？首先，对于赛车领域来说，无人驾驶车辆的漂移和过弯技巧可以成为一种新的竞技项目。
无人驾驶车辆可以通过高速漂移和快速过弯展示其驾驶技术，吸引更多的观众和赛车爱好者。
此外，无人驾驶车辆的漂移和过弯技巧也可以应用于道路测试和驾驶培训。
通过模拟不同的道路情况和驾驶场景，无人驾驶车辆可以帮助驾驶员提高他们的驾驶技能，并增强他们在紧急情况下的应对能力。
这对于提高道路交通安全性具有积极的影响。
然而，尽管无人驾驶车辆的漂移和过弯技巧在理论上是可行的，但在实际应用中仍然面临许多挑战。
首先，无人驾驶车辆需要准确感知和理解道路和交通情况，以做出正确的决策。
这需要先进的传感器和算法来实现。
其次，无人驾驶车辆需要具备高度的稳定性和安全性，以确保在高速漂移和过弯时不发生意外。
h桥电机驱动策略
h桥电机驱动策略
H桥电机驱动策略主要包括以下三种：
1. 受限单极驱动（高端驱动）：负载与GND相连，即H桥的上半桥臂用PWM控制，而下半桥臂常开。
这种驱动策略控制方式简单，但是不能刹车，不能能耗制动，在负载超过设定速度时不能提供反向力矩。
调速静差大，调速性能很差，稳定性也不好。
2. 刹车：将Q2 、Q4开关（或Q1、Q3）接通，则电机惯性转动产生的电势将被短路，形成阻碍运动的反电势，形成“刹车”作用。
3. 惰行：4个开关全部断开，则电机惯性所产生的电势将无法形成电路，从而也就不会产生阻碍运动的反电势，电机将惯性转动较长时间。
以上内容仅供参考，建议咨询专业人士获取更具体准确的信息。
用户培训漂移校正原理PPT课件
精品课件
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哪些样品可以作为监控样品?
在实践中我们可以使用下面的样品： ▪ 玻璃 ▪ C3 ▪ Monitor K ▪ Monitor L ▪ FLX-S13 ▪ AUSMON ▪ 金属 无论如何我们必须使用稳定的样品。
精品课件
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Instrument monitor 样品
— 如果可能， 选择用大样品作为监控样品来减少测量时间。例如，样 品的直径大了2倍（同时准直器面罩相应增大），则测量时间可以缩 短4倍。分析方法使用25mm直径，监控样品可以用到40或48mm直 径。
精品课件
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如何设置Monitor样品的测量时间
精品课件
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如何设置Monitor
• 可采用单点也可采用多点。 • 如果采用单点，最好选择计数率高的那个样品（比校正曲线的高端还要高一
点），不测的样品时间设置为0。 • 如果采用两点或多点，计数率要有梯度。如果梯度较小，可锁定截距。计数
率梯度越大，截距就越小。截距的大小取决于计数率的梯度。 • 对高计数率可以锁定截距，只更新斜率。 • 对低计数率可以锁定斜率，只更新截距。 • 对浓度范围很宽的通道，截距和斜率都更新。 • 一般情况下，斜率在1附近变化，截距在0附近变化。 • Monitor 使用Raw Kcps计算new slope和 new intercept
精品课件
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Instrument monitor 样品
— 实际上， 金属块或玻璃片均可以作为监控样品。
基于倾斜角控制的飞行器区域规避轨迹规划
基于倾斜角控制的飞行器区域规避轨迹规划张蕊;孙国庆【期刊名称】《计算机仿真》【年(卷),期】2012(29)11【摘要】高速飞行器通过改变航向角的方式来进行转弯,导致转弯半径很大,影响机动性,针对这一问题提出了基于倾斜角控制转弯的轨迹设计方法,保证了转弯半径尽可能的小,增加了飞行器的机动性能.首先根据飞行动力学原理进行动力学建模,然后对飞行器再人过程中的动压、过载、热流等物理约束进行了建模,并考虑了平衡滑翔约束,进而通过将各类不等式过程约束转化为轨迹控制量倾斜角的约束,实现了在满足过程约束的条件下,以较小的转弯半径成功规避区域障碍.数值仿真结果表明,该方法比单纯几何规划更精确,所设计的轨迹便于飞行器控制系统进行跟踪,具有实际工程参考意义.%The high velocity vehicles make turns by changing heading angle and it will result in big radius of turning circle and reduces maneuverability. A trajectory design method based on bank angle control was proposed to solve this problem. First, a flight dynamic model was built up and then the dynamic pressure, loads and heating constraints were modeled. The equilibrium glide constraint was also considered. Secondly, the inequality path constraints were converted into bank angle constraint to achieve turning with small radius while all the constraints were satisfied. The simulation shows that this method is more precise than pure geometry planning method and the trajectory is convenient to be tracked by control system. The proposed method is practical in trajectory planning problems.【总页数】5页(P137-140,209)【作者】张蕊;孙国庆【作者单位】北京航空航天大学宇航学院,北京100191;北京航空航天大学宇航学院,北京100191【正文语种】中文【中图分类】V411.8【相关文献】1.基于改进hp自适应伪谱法的高超声速飞行器上升段轨迹规划 [J], 刘瑞帆;于云峰;闫斌斌2.飞行器偏角和倾斜角控制优化算法的仿真分析 [J], 段文军3.平面四旋翼无人飞行器运送系统的轨迹规划与跟踪控制器设计 [J], 梁潇;方勇纯;孙宁4.基于改进分段Gauss伪谱法的带推力高超声速飞行器再入轨迹规划 [J], 蔺君; 何英姿; 黄盘兴5.基于序列凸优化算法的飞行器轨迹规划 [J], 李臻;许冰青;李庆波;鄢雄伟;李博雅因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
倾角传感器自动校准系统的设计
倾角传感器自动校准系统的设计马超;高国伟;郝嵘;何刚【摘要】为了解决倾角传感器传统手工校准方法成本高、效率低和精度低等问题,设计了一种倾角传感器自动校准系统.分别对该系统的硬件设计、软件设计以及校准算法三部分进行了阐述.硬件设计主要包括ATmega128微处理器模块设计、CH340串口转换模块设计、ADM3251 RS-232收发器模块设计、有源晶振模块设计以及电源模块设计;软件部分主要是上位机的程序设计;校准算法部分介绍了最优精度算法对数据进行处理的过程.最终对单轴倾角传感器进行了校准实验,实验数据表明,自校准系统相比于传统手工校准方法精度高,校准误差缩小了近1个数量级.【期刊名称】《传感器世界》【年(卷),期】2016(022)001【总页数】6页(P26-31)【关键词】倾角传感器;自动校准;最优精度算法;中继器【作者】马超;高国伟;郝嵘;何刚【作者单位】北京信息科技大学信息获取与检测实验室,北京100101;北京信息科技大学信息获取与检测实验室,北京100101;北京信息科技大学信息获取与检测实验室,北京100101;北京信息科技大学信息获取与检测实验室,北京100101【正文语种】中文【中图分类】TP217一、引言角度测量是计量科学的重要组成部分[1]。
随着科学技术的发展，现代化的测量倾角的仪器倾角传感器，被大量地生产出来并应用于倾角测量领域。
同时，人们对于测量的精确度和准确度的要求也在不断提高。
在需要批量生产传感器的场合，传统的校准方法由于其成本高、效率低和校准精度低等原因，显然已经不适合于倾角传感器的校准[2]。
针对以上问题，设计了一套倾角传感器的自校准系统。
该系统能够校准不同接口型号的传感器，校准范围宽，校准速度和精度也非常高，正是在这个意义上，该系统具有较高的实用价值和广阔的市场前景。
二、自校准系统的总体设计本课题将利用计算机控制整个校准过程，工作人员只需填写校准时所需的传感器的必要信息，如产品型号、接口形式、电源电压等信息，填写完毕后，计算机会计算最终的结果，中间的操作过程完全不需要工作人员的参与，全部的计算过程由计算机来完成。
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式 中 为太 阳引力常数 ；ｒ 为 日地距 离矢量 ；ｒ 为卫 星的地 心距 离矢量 。对 于月球 引力 ，其摄 动 函数 形式类 似 ，在本 文 中只把下标换 为 ｍ 即可 。
２１ ０ ０年 ６月
中 国 空 间 科 学 技 术
Ｃｈｉ ｓ ａ ｅ Ｓｃｅ ｃ ｎ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｎｅ ｅ Ｓｐ ｃ ｉ ｎ ｅ ａ ｄ Ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ
３７
第 ３ 期
Ｈ 倾 角 长 期 漂 移 与 控 制 策 略 ＥＯ
谭 丽 芬 闰野 周 英 唐 国金
的 小倾 角 ＨＥ 轨 道 的轨 道 倾 角解析 公 式较 Ｓ Ｏ ＴＫ 计 算偏 差在 ５ 以 内，验 证 了解析 公 式 正 确 性 ；基 于推 导 的倾 角长期 漂 移 解析公 式 ，进 行 了倾 角控 制 仿 真 ，仿 真 结果 表 明 了控 制 策 略 的有 效性 ，并 同 时体 现 了倾 角 长期 漂 移解 析计 算公 式在 ＿ 程 中的 作 用。 Ｔ －
移公 式 ，给 出倾 角保 持策 略 ，并进 行 了数学 仿 真验证 。
２ ＨＥＯ 倾 角漂 移 研 究
在 轨 ＨＥ 卫 星 主 要 受 地 球 非 球 形 引 力 摄 动 、 日月 引 力 摄 动 、 太 阳 光 压 摄 动 、 坐 标 系 摄 动 等 影 Ｏ
响 ，其 中地球 非球 形 引力 、 日月引 力都 是保 守力 。轨 道 倾 角保 持 主 要是 对 倾 角 长期 漂 移进 行 补偿 ， 考虑 一 阶近 似 ，ＨＥ 轨道 倾 角 矢 量 长期 漂 移 主 要受 日月 引力 作 用 ，同 时 也 受 地 球 引 力 带 谐 项 影 Ｏ
（ 防科 学 技 术 大 学航 天 与 材 料 工 程 学 院 ，长 沙 ４ ０ ７ ） 国 １ ０ ３
摘 要 考 虑 日 月 引 力 对 卫 星 轨 道 的 扰 动 影 响 ， 分 析 了 大 椭 圆 轨 道 （ Ｏ） 角 漂 移 规 ＨＥ 倾 律 ，推 导 了 小 倾 角 ＨＥ 轨 道 的 倾 角 长 期 漂 移 解 析 公 式 。 结 合 ＨＥ 轨 道 倾 角保 持 要 求 ， 给 Ｏ Ｏ 出 了相 应 倾 角 控 制 策 略 。 以 Ｓ ＴＫ 为 比 较 验 证 软 件 平 台 ，经 仿 真 分 析 与 比较 可 知 ：文 中推 导
方 案及 任务 轨道 设计 ；文献 ［ ］ 物理 角度 研究 并 阐述 了地球 同步 轨道 卫 星倾角 漂移 现象 与机 理 。 ４从
以俄 罗斯 的闪 电轨道 为代 表 的一 系列冻 结 轨道 在测 控 、通信 、天基 监 视 中发 挥 了 巨大 作用 。在 不 远 的将 来 ，小倾 角 （ 足 ｓｎ￣ ｉｃ ｓ－ １ 大 椭 圆轨道 （ ｇ ｃｅ ｔｉ ０ｒｉ，ＨＥＯ） 满 ｉｉ ，ｏ ｉ ） ￣ ＨｉｈＥ ｃｎ ｒ ｂｒ ｃ 因其 轨道 面接 近赤道 面 、远地 点设 计高 度较 高 等特 点 ，可在 赤道 上空 实现 对所 有高轨 道 目标 的接 近 ，从 而必 将在 对 高轨 卫 星甚至地 球 同步 轨道 卫 星的 在轨维 护 、空 间监测 中起 重要 作用 。 本 文 主要研究 小 倾角 ＨＥＯ轨 道倾 角长 期漂 移及 倾 角 保持 策 略 。描述 在 轨 ＨＥＯ卫 星 所受 各 种 摄 动力 及其 影响 ，分 析卫 星轨 道倾 角在 摄动 力作 用下 的漂移 ，推 导小倾 角 ＨＥ 轨道 倾 角 的长期 漂 Ｏ
关 键 词 大 椭 圆轨 道 倾 角 漂 移 倾 角保 持 卫 星
１ 引 言
标 称 轨道是 指 卫星按 设 计半 长轴 、偏 心率 、倾 角等 轨道 参数 的运 行轨 道 。在轨 长期 运行 卫星 由 于受 到各 种摄动 力影 响 ，其 轨道会 逐 渐偏 离标 称轨 道 ，产生 轨道 漂移 。随漂移 时 间增加 ，实 际轨 ］
道 较标 称 轨道偏 差 增大 ，以至不 能满 足任 务要 求 ，需要 进行 轨道 控制 使其 保持 在标 称轨道 附 近 。文
献 ［ —４ 从 不 同角 度研究 了不 同类 型 轨道 的轨 道 漂移 与 轨 道保 持 问题 ：文 献 ［ ］ 出 了太 阳 同步轨 ２ ］ ２给
道 受摄 变化 解析模 型 以及 轨道 控制 策 略 ；文 献 ［ ］ 究 了接 近地球 同步 轨 道 目标 并 对其 进 行 监测 的 ３研
响Ⅲ 。
收 稿 口期 ：２ ０ — ０ １ 。收 修 改 稿 日期 ：２ ０ １２ ０ ９１ ～ ４ ０ ９１－７
３ ８
中 国 空 间 科 学 技 术
２１ ０ ０年 ６ 月
２ １ ＨＥ 卫 星 倾 角 摄 动 的 摄 动 力 ． Ｏ 地 球 非 球 形 引 力 带 谐 项 的势 函 数 可 描 述 如 下
一
ｒ ”＼） （ 垂等 ‘ ｓ。 一， ， ｉ） ２ ／ Ｐ ｎ （ ．
一
坐
ｒ
（ １ ）
式中
／为地球 万有 引力常数 ；ｒ １ 为星 地距离 ；ａ 为地球 赤 道平均 半 径 ；Ｊ 。 为带谐 系数 ；Ｐ （ｉ ｓ ） ｎ
为勒 让德多项 式 ； 为地心 纬度 。地球 带谐 项 中 Ｊ 为 １ ～ 量 级 ，． Ｏ。 ， 。为１ 量级 ， 越 大 对应 的带 ０ 谐系数 Ｊ 越小 ，因此 主要考 虑 － ， 项 对倾 角 漂移 影 响 。又 易知 地 球扁 率 引起 卫 星 轨道 面绕 北 极进 动 ，这一 进动本 身不会 引起倾角 大 小变 化 ，只是 改变 了由于 日一月 引力 造成 卫 星 轨道 面进 动 的规 律 ［ 。本文 主要研 究 日、月引力 引起 的倾 角长期 漂移 。 ４ ］
２ ２ ＨＥ 轨 道 倾 角 长 期 漂 移 解 析 模 型 ． Ｏ