汽车质心侧偏角
汽车电子稳定性系统质心侧偏角估计与控制策略研究
结果分析
我们通过实验验证了所提出方法的准确性和可靠性。实验结果表明，在极限工 况下，我们所提出的方法能够有效地估计汽车质心侧偏角，并能根据估计结果 实现车辆的精确控制。与现有方法相比，我们所提出的方法具有更高的估计精 度和更低的计算复杂度，能够更好地满足实际应用的需求。
然而，我们的方法仍存在一些局限性，如对传感器精度和数据处理速度的要求 较高，需要进一步研究和改进。此外，我们的研究还仅限于理论分析和实验验 证，缺乏实际道路测试数据，这也是我们后续研究的方向。
二、车辆质心侧偏角估计
车辆质心侧偏角的估计主要依赖于车辆的动态模型和传感器数据。常用的估计 方法包括卡尔曼滤波器、最小二乘法、神经网络等。这些方法通过采集车辆的 横摆角速度、侧向加速度、车辆速度等传感器数据，结合车辆动力学模型，对 质心侧偏角进行估计。
其中，卡尔曼滤波器是一种常用的最优估计算法，能够有效地处理传感器数据 中的噪声，提供准确估计。然而，其准确性依赖于准确的模型参数和传感器噪 声统计特性。最小二乘法则是一种简单而广泛使用的参数估计方法，它通过最 小化预测值与实际值之间的差异来估计参数。然而，这种方法对初始值的选择 非常敏感，如果初始值选择不当，可能会导致不稳定的解。
神经网络方法则能够有效地处理复杂的非线性关系，且具有较好的泛化能力， 适用于各种复杂的车辆系统。
三、车辆稳定性控制研究
稳定性控制是防止车辆在行驶过程中出现侧滑、侧翻等危险情况的重要手段。 现代车辆的稳定性控制系统通常采用电动助力转向、制动防抱死系统、牵引力 控制系统等手段来实现。
其中，电动助力转向系统可以通过改变转向力矩来提高车辆的稳定性。制动防 抱死系统可以通过实时调节制动压力，防止车轮抱死，提高车辆的操控性和稳 定性。牵引力控制系统则可以通过调节发动机输出扭矩和制动器制动力矩，防 止车辆在加速过程中出现滑移，提高车偏角估计与控制策略的研究是汽车稳定性控制领域的热点之一。在国内 外学者的不断努力下，该领域已经取得了一定的研究成果。在估计方面，研究 者们提出了多种数学模型和算法来精确估计质心侧偏角，如卡尔曼滤波器、最 小二乘法等。在控制策略方面，研究者们针对不同的车辆模型和工况，设计出 了多种有效的控制策略，如基于模型的控制、基于人工智能的控制等。
一种基于纵向力观测器的车辆质心侧偏角鲁棒估计方法
一种基于纵向力观测器的车辆质心侧偏角鲁棒估计方法车辆质心侧偏角是指车辆在行驶过程中质心相对于车身侧面的倾斜角度。
准确估计车辆质心侧偏角对于车辆动力学研究、安全控制和行驶稳定性的优化具有重要意义。
本文介绍一种基于纵向力观测器的车辆质心侧偏角鲁棒估计方法。
首先，为了计算车辆侧偏角，需要对车辆的纵向力进行观测。
纵向力观测器是一种通过测量车辆轮胎与地面之间的力来估计车辆在纵向方向上所受到的力的装置。
通过安装纵向力传感器在车辆轮胎与地面的接触点上，可以实时获取轮胎所受的纵向力信息。
接下来，基于获取的纵向力信息，可以应用力矩平衡原理计算车辆质心侧偏角。
力矩平衡原理认为在静态平衡时，物体所受的外力和力矩之和为零。
因此，通过将车辆侧偏角对应的力矩与纵向力对应的力矩进行平衡，可以得到车辆质心侧偏角的估计值。
然而，车辆在实际行驶中受到的外界干扰和不确定性因素很多，这些因素会对侧偏角估计的准确性产生影响。
为了提高估计方法的鲁棒性，可以采用鲁棒控制理论中的技术。
一种常用的鲁棒估计方法是基于滑模控制理论的方法。
滑模控制理论通过引入滑模面来实现对系统的稳定控制，具有较强的鲁棒性。
在车辆质心侧偏角估计中，可以将滑模控制理论应用于纵向力观测器的设计中，从而提高侧偏角估计的准确性和鲁棒性。
除此之外，还可以采用其他鲁棒估计方法，如基于自适应控制理论或模糊控制理论的方法。
这些方法可以根据实际情况对估计模型进行调整和补偿，从而提高估计的准确性和鲁棒性。
综上所述，基于纵向力观测器的车辆质心侧偏角鲁棒估计方法可以通过获取车辆纵向力信息，并应用鲁棒控制理论中的技术来提高估计的准确性和鲁棒性。
这种方法在车辆动力学研究、安全控制和行驶稳定性优化中具有重要应用价值。
质心侧偏角-横摆角速度 相平面
质心侧偏角-横摆角速度相平面
“质心侧偏角-横摆角速度”相平面是在车辆动力学中用于描述车辆横向运动特性的一种坐标系或相空间。
在这个相平面中，横摆角速度（yaw rate）通常表示沿着横摆轴（车辆纵向轴）的角速度，而质心侧偏角（lateral displacement）则表示车辆在横向上的位移。
横摆角速度描述了车辆围绕垂直于地面的中心轴（通常是车辆纵向轴）旋转的速度。
它是车辆横向运动的重要参数，对车辆的稳定性和操控性有着重要影响。
横摆角速度可以通过车辆传感器或者惯性测量单元（IMU）等设备来获取。
质心侧偏角描述了车辆在横向上的位移，即车辆质心在车辆平面上的偏移。
它是车辆横向运动的另一个重要参数，对车辆的稳定性和行驶性能也有着重要影响。
质心侧偏角可以通过车辆的底盘控制系统或者车辆动力学模型来计算。
相平面是描述车辆横向运动特性的一个二维空间，其中横摆角速度和质心侧偏角作为坐标轴。
在这个相平面中，车辆的运动状态可以用一个点来表示，该点的横坐标是质心侧偏角，纵坐标是横摆角速度。
相平面的形状和特性可以用来分析车辆的稳定性、行驶特性和操控性等。
质心侧偏角公式
质心侧偏角公式质心侧偏角这个概念，在物理学和车辆动力学中可是相当重要的哟！咱们先来说说啥是质心侧偏角。
简单来讲，质心侧偏角就是车辆行驶过程中，车辆质心速度方向和车辆纵轴线之间的夹角。
你可以想象一下，一辆车在路上跑，如果它直直地往前开，那这个角度就很小，几乎为零；但要是车开始拐弯，或者受到一些外力影响，这个角度就会发生变化。
那质心侧偏角公式到底是啥呢？这公式看起来可能有点复杂，但咱们一点点来拆解，也就不难理解啦。
比如说，有一天我在路上看到一辆车在拐弯，那时候我就开始琢磨这质心侧偏角的事儿。
当时那辆车的速度挺快，拐弯的时候车身明显有倾斜的趋势。
我就在想，这质心侧偏角到底是怎么形成的，和哪些因素有关呢？经过一番研究，我发现质心侧偏角的公式和车辆的速度、转向角度、车轮的侧偏刚度等等都有关系。
具体的公式呢，就像这样：β = (v_y /v_x) ，其中β就是质心侧偏角，v_y 是车辆质心的横向速度，v_x 是车辆质心的纵向速度。
这公式里的每个元素都有它的作用。
v_x 就好比是车向前冲的劲儿，v_y 则是车横着移动的趋势。
要是车拐弯拐得急，v_y 就会变大，质心侧偏角也就跟着变大。
咱们再深入想想，这个公式在实际生活中有啥用呢？比如说，汽车设计师在设计车辆的时候，就可以通过这个公式来优化车辆的操控性能。
让车在拐弯的时候更加稳定，提高驾驶的安全性和舒适性。
还有啊，对于那些喜欢赛车或者玩汽车模拟游戏的朋友，了解质心侧偏角公式也能帮助他们更好地掌握车辆的行驶特性，在弯道中取得更好的成绩。
我记得有一次和朋友一起玩赛车游戏，我就给他讲了这个质心侧偏角的公式。
一开始他还不太相信，觉得这太复杂了。
但当我们按照公式的原理去调整车辆的设置和驾驶策略，真的发现车在弯道中的表现有了明显的提升，他这才对这个公式服气了。
总之，质心侧偏角公式虽然看起来有点头疼，但只要我们耐心去理解，就能发现它在很多方面都有着重要的作用。
不管是现实中的汽车驾驶，还是虚拟的游戏世界，它都能帮助我们更好地掌控车辆，让行驶更加安全、有趣。
汽车质心侧偏角定义
汽车质心侧偏角定义
汽车质心侧偏角是指汽车质心相对于轴线侧向偏离的角度。
它是衡量汽车行驶稳定性和操控性的重要指标之一。
一般情况下，汽车质心侧偏角越小，车辆的行驶稳定性和操控性越好。
汽车质心侧偏角的计算方法是将车辆沿中心线行驶时的质心位
置与车轮轴线作比较。
当质心偏离轴线越远时，侧偏角就越大。
因此，厂家在设计车辆时会考虑到质心位置的影响，并采取相应的措施来保证车辆的行驶稳定性和操控性。
在实际驾驶过程中，驾驶员需要注意车辆的侧偏角，尤其是在高速行驶或行驶过弯道时。
如果车辆的侧偏角过大，不仅会影响操控性，还可能导致车辆失控，造成安全事故。
因此，正确理解和掌握汽车质心侧偏角的定义和计算方法对于安全驾驶非常重要。
- 1 -。
车辆三自由度_质心侧偏角估计_概述说明
车辆三自由度质心侧偏角估计概述说明1. 引言1.1 概述车辆质心侧偏角估计是汽车动力学和控制领域的一个重要研究方向，主要用于对车辆侧向运动进行建模和预测。
车辆的侧向运动是指在转弯或变道过程中，车辆质心相对于车身纵向轴线的偏移角度，也称为质心横摆角度或侧滑角度。
准确估计质心侧偏角可以帮助驾驶员更好地掌握车辆操控性能，并提供必要的安全保障。
本文将系统地介绍车辆三自由度及其特点，并详细探讨了基于传感器数据、基于车辆动力学模型以及基于滤波算法的质心侧偏角估计方法。
同时，本文还将分析实际应用场景下的挑战、质心侧偏角在车辆控制和安全方面的应用，并展望未来发展趋势和研究方向。
1.2 文章结构本文共分为五个主要章节。
首先，在引言部分我们将概述文章内容，并明确文章结构。
接下来，在第二章中，我们将详细介绍车辆三自由度的概念、意义以及相关特点。
第三章将重点介绍质心侧偏角估计的方法，包括基于传感器数据、车辆动力学模型以及滤波算法的方法。
在第四章中，我们将讨论质心侧偏角估计在实际应用场景下面临的挑战，并探讨其在车辆控制和安全方面的应用。
最后，在结论部分，我们将总结主要观点与结论，并提出对全文核心观点的进一步分析。
1.3 目的本文旨在系统地介绍车辆质心侧偏角估计相关知识，并探讨不同方法在实际应用中的优劣以及可能遇到的挑战。
通过对这一研究领域进行详细分析和总结，旨在促进相关领域研究者深入理解并推动质心侧偏角估计技术的发展和应用，为未来车辆动力学与控制领域提供参考。
2. 车辆三自由度概述：2.1 车辆运动的自由度车辆在运动过程中，通常涉及到三个主要的自由度。
这些自由度包括纵向、横向和垂向运动。
纵向运动指的是车辆前后方向上的加速和减速运动，也称为加速度或制动；横向运动指的是车辆左右方向上的转弯行驶；而垂向运动则是车辆上下方向上的运动，例如通过减震器来控制车辆在不平路面上的行驶稳定性。
2.2 三自由度模型的意义车辆三自由度模型是描述车辆运动行为最基本且常用的模型之一。
变形转向角与侧偏角的关系
变形转向角与侧偏角的关系
变形转向角与侧偏角是车辆运动中的两个重要角度，它们之间存在一定的关系。
变形转向角是指车辆的车轮偏离原始方向所形成的角度，通常用角度值表示。
它反映了车辆在转弯过程中的车身变形情况，主要受到车辆的悬挂系统和操控系统的影响。
侧偏角是指运动车辆的车辆质心相对于车辆前进方向所发生的侧向偏移角度，也是用角度值表示。
它反映了车辆在曲线行驶中的侧倾情况，主要受到车辆的悬挂系统和车辆自身的重心位置等因素的影响。
在实际情况下，变形转向角和侧偏角之间存在一定的关系。
一般来说，当车辆的变形转向角增加时，侧偏角也会随之增加。
这是因为车辆的转向越大，车辆会出现更明显的侧倾情况，导致侧偏角增加。
然而，具体的变形转向角和侧偏角的关系还受到其他因素的影响，如车辆的速度、操控动作、道路条件等等。
因此，在具体问题中，需要综合考虑各种因素来确定变形转向角和侧偏角之间的关系。
质心侧偏角正负
质心侧偏角正负
摘要：
一、质心侧偏角的定义和作用
二、质心侧偏角的影响因素
三、质心侧偏角的应用
四、如何调整质心侧偏角
五、总结
正文：
一、质心侧偏角的定义和作用
质心侧偏角，是指汽车当前的行驶方向和大地坐标X方向的夹角。
它是衡量汽车行驶稳定性和操控性能的重要参数。
在汽车设计和驾驶过程中，了解和控制质心侧偏角的大小，对于提高行车安全性和舒适性至关重要。
二、质心侧偏角的影响因素
质心侧偏角的大小受多种因素影响，包括汽车的设计参数、载重情况、行驶速度等。
对于同一辆汽车，不同的行驶状态下，质心侧偏角可能会有所不同。
三、质心侧偏角的应用
质心侧偏角在汽车设计和驾驶过程中有着广泛的应用。
在汽车设计阶段，工程师会根据设计参数和行驶需求，计算出合适的质心侧偏角，以保证汽车的行驶稳定性和操控性能。
在汽车驾驶过程中，驾驶员可以通过观察质心侧偏角的变化，来判断汽车的行驶状态，并及时调整驾驶策略。
四、如何调整质心侧偏角
对于驾驶员来说，了解如何调整质心侧偏角至关重要。
一般来说，质心侧偏角的最佳范围在-5°至5°之间。
如果质心侧偏角超出这个范围，可能会导致汽车行驶不稳定，甚至出现危险。
驾驶员可以通过调整车速、方向等手段，来调整质心侧偏角，保持行驶稳定。
五、总结
质心侧偏角是衡量汽车行驶稳定性和操控性能的重要参数。
了解其定义、影响因素和应用，以及如何调整质心侧偏角，对于保障行车安全和提高驾驶舒适度具有重要意义。
质心侧偏角和轮胎侧向力的关系曲线
质心侧偏角和轮胎侧向力的关系曲线1.汽车行驶时，质心侧偏角与轮胎侧向力呈正相关关系。
When driving, there is a positive correlation between the yaw angle of the center of gravity and the lateral force of the tire.2.在高速行驶时，质心侧偏角会增加，导致轮胎产生更大的侧向力。
During high-speed driving, the yaw angle of the center of gravity will increase, resulting in greater lateral force on the tires.3.质心侧偏角的增加会影响车辆的稳定性，增大轮胎侧向力的大小。
An increase in the yaw angle of the center of gravity affects the stability of the vehicle and increases thelateral force on the tires.4.增大质心侧偏角会使轮胎在转向时产生更大的横向力。
Increasing the yaw angle of the center of gravity will cause the tires to generate greater lateral forces when steering.5.轮胎的侧向力对质心侧偏角的变化非常敏感。
The lateral force on the tires is very sensitive to changes in the yaw angle of the center of gravity.6.在转弯时，质心侧偏角的增加会增加轮胎的侧向力，提高车辆的操控性。
During cornering, an increase in the yaw angle of the center of gravity will increase the lateral force on the tires, improving the handling of the vehicle.7.质心侧偏角与轮胎侧向力的关系是车辆动力学研究的重要内容之一。
汽车质心侧偏角
二、稳态响应的三种类型 根据 K 的数值，汽车的稳态响应可分为三类： 1）中性转向 K=0 时，转向半径 R 与车速 V 无关，称为中性转向（NS）。 2）不足转向
当 K>0 时， 转向半径 R 随车速 V 的增加而增大。因此，在一定的转向盘转角α 下，需 要增加车速并维持转向半径 R 不变，原定的转向盘转角α 就显得不足，需要增大；K 值越大，
一、运动方程 考察等速圆周运动是研究汽车转向性能的基本方法。建立相关运动方程，可得
1− m lf V 2 β = 2l lr kr lr α
1 + KV 2 l
其中， β 为汽车质心侧偏角；
V 为车速； α 为转向盘转角；
K
=
m ⎜⎛ l f l 2 ⎜⎝ kr
−
lr kf
⎟⎞ ⎟⎠
，称为稳定性因数，是表征汽车稳态响应的一个重要参数。
不足转向量越大，故称 K>0 时的转向特性为不足转向（US）。 3）过多转向
当 K<0 时，转向半径 R 随车速 V 的增加而减小。因此，在一定的转向盘转角α 下，需 要增加车速并维持转向半径 R 不变，原定的转向盘转角α 就显得过多，需要减小；K 值越小，
过多转向量越大，故称 K<0 时的转向特性为过多转向（OS）。
lf V lr kr KV 2
2
lr l
α
=
Hale Waihona Puke 1−11501.4 V
2 × 2.66 1.26 × 22500
1 − 9.5664 ×10−4V 2
2
1.26 α 2.66
=
0.4737(1 −1.0675 ×10−2V 1 − 9.5664 ×10−4V 2
汽车低成本高精度质心侧偏角估计方法研究
汽车低成本高精度质心侧偏角估计方法研究本文研究了一种汽车低成本高精度质心侧偏角估计方法。
该方法
使用了一种基于车辆运动学模型的滤波算法，通过车辆的加速度、角
速度和倾斜角度等杂乱信号数据，得到了质心侧偏角估计值，并验证
了该方法的高精度和低成本。
为了实现这一方法，首先需要建立车辆的运动学模型，包括车辆
的前进速度、转向角度、弯曲半径等参数。
其次，通过车载传感器采
集到的加速度、角速度和斜率数据，根据运动学模型计算得到车辆的
质心侧偏角度值。
为了提高估计的精度，本文采用了一种基于滤波算法的优化方法。
通过对采集到的传感器数据进行滤波处理，消除了噪音等干扰因素，
从而得到了更加精确的质心侧偏角估计值。
该方法的优点在于成本低廉，只需配备常规的车载传感器即可实现。
同时，该方法具有精度高、实时响应快的特点，能够满足车辆驾
驶员对车辆侧向稳定性的要求。
综上所述，本文提出了一种低成本高精度的汽车质心侧偏角估计
方法，能够有效提高车辆的侧向稳定性，具有实用和应用价值。
质心侧偏角正负
质心侧偏角正负
摘要：
1.质心侧偏角的定义
2.质心侧偏角的正负判断
3.质心侧偏角在实际应用中的意义
正文：
1.质心侧偏角的定义
质心侧偏角，又称为质心偏角，是指物体在受到外力作用下，物体质心与物体几何中心之间的夹角。
质心是物体各部分质量的平均位置，对于形状规则、质量分布均匀的物体，其质心位于物体的几何中心。
而对于质量分布不均匀的物体，质心位置会偏离几何中心。
质心侧偏角可以用来描述物体在受力情况下的稳定性和转动特性。
2.质心侧偏角的正负判断
质心侧偏角通常用α表示，α的正负取决于物体受力后质心相对于几何中心的运动方向。
当物体受到外力作用后，质心向力的方向运动，此时质心侧偏角α为正值；当质心向力的反方向运动时，质心侧偏角α为负值。
需要注意的是，质心侧偏角α的正负与物体转动的方向无关，而与质心运动的方向有关。
3.质心侧偏角在实际应用中的意义
质心侧偏角在实际应用中具有重要的意义。
在建筑结构、机械设备等领域，设计时需要考虑物体在受力情况下的稳定性，质心侧偏角可以帮助工程师分析物体在受力后的稳定性和转动特性，从而优化设计方案，提高物体的稳定
性和安全性。
此外，在运动生物力学、机器人学等领域，质心侧偏角也被广泛应用于分析物体的运动姿态和动力学特性，有助于提高运动效率和降低能耗。
总之，质心侧偏角是描述物体在受力情况下稳定性和转动特性的重要参数，具有广泛的应用价值。
基于滑模观测器的车辆质心侧偏角估测
基于滑模观测器的车辆质心侧偏角估测彭博;张缓缓;肖文文;轩飞虎【摘要】在汽车稳定性控制中,车辆质心侧偏角是一个重要的参数,直接测量其大小费用昂贵.为研究车辆质心侧偏角,以非线性魔术轮胎模型和二自由度模型为基础,以模型输出的横摆角速度为反馈量,建立滑模观测器,估算车辆质心侧偏角.引入饱和函数为切换函数,减少由符号函数引起的抖振.在Carsim平台建立整车模型以及高附着系数、低附着道路模型,利用Matlab/Simulink模块建立观测器模型,两者联合仿真.通过与龙贝格观测器估算质心侧偏角方法比较,滑模观测器在轮胎处于线性和非线性区域时估算结果更准确.%Vehicle sideslip angle is an important parameter in the stability control of vehicle, and it is expensive to directly measure it. In order to research vehicle sideslip angle, sliding-mode observer is established to estimate the vehicle sideslip angle based on nonlinear Pacejka tire model and two-degree-of-freedom model and the feedback quantity of yaw velocity model output. The saturation function is introduced as a switching function to reduce the chattering caused by the symbolic function. Vehicle model, high attachment coefficient and low attachment road model are established on Carsim platform and observer model is also established based on Matlab/Simulink module for joint simulation. By comparing with Luenberger observer sideslip angle method, estimation results of sliding-mode observer are more accurate when the tire is in the linear or non-linear region.【期刊名称】《中国测试》【年(卷),期】2018(044)005【总页数】6页(P43-48)【关键词】质心侧偏角;滑模观测器;魔术轮胎模型;非线性模型;仿真【作者】彭博;张缓缓;肖文文;轩飞虎【作者单位】上海工程技术大学汽车工程学院,上海201620;上海工程技术大学汽车工程学院,上海201620;吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室,吉林长春130025;上海工程技术大学汽车工程学院,上海201620;上海工程技术大学汽车工程学院,上海201620【正文语种】中文0 引言随着汽车的拥有量增多，人们对汽车的稳定性也提出了更高的要求。
车辆质心侧偏角估计算法设计与对比分析
车辆质心侧偏角估计算法设计与对比分析刘飞;熊璐;邬肖鹏;王阳【期刊名称】《同济大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2015(043)003【摘要】车辆质心侧偏角是描述车辆侧向运动状态的重要变量之一,同时也很难准确估计.为此设计了基于运动学的直接积分法,基于扩展卡尔曼滤波的质心侧偏角估计算法和基于广义龙贝格观测器的质心侧偏角估计算法.对信号引入一定强度的噪声,通过多种典型工况对质心侧偏角估计算法进行调试与验证,分析不同算法的特点和工况适应性.直接积分法在长时间尺度下无可用性,但在极限工况下能较为快速地描述质心侧偏角变化趋势;卡尔曼滤波算法整体估计效果较好,但在一些动态工况存在估计偏差,且多为高估;龙贝格观测器算法在大部分工况都能获得良好效果,但在某些情况下存在估计偏差,且多为低估.【总页数】8页(P448-455)【作者】刘飞;熊璐;邬肖鹏;王阳【作者单位】同济大学汽车学院,上海201804;同济大学新能源汽车工程中心,上海201804;同济大学汽车学院,上海201804;同济大学新能源汽车工程中心,上海201804;上海汽车集团股份有限公司技术中心,上海201804;同济大学汽车学院,上海201804;同济大学新能源汽车工程中心,上海201804【正文语种】中文【中图分类】U462【相关文献】1.基于无迹卡尔曼滤波算法的车辆质心侧偏角估计 [J], 潘世举; 李华; 李建市; 夏旭; 马康2.基于无迹粒子滤波的车辆质心侧偏角估计方法 [J], 张征; 马晓军; 陈路明; 刘春光3.具有噪声鲁棒性的车辆质心侧偏角估计 [J], 孙坚添;叶贻财;郭聪聪4.基于轮胎侧偏刚度变化率的车辆质心侧偏角融合估计算法 [J], 卢兴华;季学武;刘贺;曹轩豪;赵刚5.基于Dugoff轮胎模型对车辆质心侧偏角估计 [J], 张亮;石沛林;周龙辉;蒋军锡;梁明磊;侯建伟因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
质心侧偏角对车辆稳定性影响的研究
［ ｓｒ ｃ］ Ｔ ｅｉｆ ｅ ｃ ｆ ｉｅｌ ｎ ｌ ａ ｍａｓ ｅ ｔ ｅ ｉ ｅｓ ｂ ｉ ， ｍ ｈ ｔ ａ ｙｔｅｅ ｅｔ ｏ ｉ Ａｂｔａ ｔ ｈ ｌ ｎ ｅｏ ｄ ｓｐａｇｅ ｔ ｓ ｎｅ Ｏ ｖｈｃ ｔ ｉｔ ｅ ｐ ａ ｃｌ ｆ ｃ ｆ ｆ ｎｕ ｓ ｉ ｃ ｒＮ ｌ ａ ｌｙ ｉ ｌ ｈ ｆ ｓ ｄ－
乐
２ １０ ） ０ ８ ５
１０ ８ ００ ４； ２ ．上 海 汽 车 股 份 有 限 公 司技 术 中心 ， 海 上
［ 要 ］ 分 别 采 用 方 法 和 相 平 面 法 分 析 质 心 侧 偏 角对 车 辆 稳 定 性 的 影 响 ， 点 分 析 各 种 不 同 因 素 对 质 心 侧 摘 重 偏 角 一 心 侧 偏 角 速 度 相 平 面 的 稳 定 性 边 界 的影 响 。 最 终 确 定 质 心 侧 偏 角 控 制 准 则 ， 通 过 道 路 试 验 进 行 了验 证 。 质 并
ｆｒ ｎ ａ ｔｒ ｎ ｔ ｅ ｓａ ｉｉ ｏ ｎ ａ ｉ ｓｏ ｉ ｓｉ ｎ ｌ Ｓ ｓｄ ｓｉ ｎｇ ｌ ｒｖ ｌ ｃｔ ｈ ｓ ｌ ｎ ｒ ｎ ｌｚ ｄ ｂ ｅ ｅ ｔｆｃ ｏ ｓ ｏ ｈ ｔ ｂ ｌ ｙ ｂ ｕ ｄ ｒｅ ｆｓｄｅ ｌｐ ａ ｇｅ Ｖ ． ｉｅ ｌ ａ ｕ ａ ｅｏ ｉｙ ｐ ａ ｅ ｐ ａ ｅ ａ ｅ ａ ａｙ ｅ ｙ ｔ ｐ ｂ ｔ ｕ ｓ－ｔｔｃ８一 ｔ ｄ ａ ｄ ｐ ａ ｅ ｐ ａ ｅ ｈ ｑ ｅ Ａｓａ ｒ ｓ ｌ ａ ｃ ｎ ｒ ｌｃ ｉｅ ｉｎ ｆ ｒｓｄｅ ｌｐ ａ ｇｅ ｉ ｅｅ ｍ ｉ ｅ ｏｈ ｑ ａ ｉｓａｉ ｍｅｈｏ ｎ ｈ ｓ ｌｎｅｔ ｃ ｎｉ ｕ ． ｅ ｕ ｔ ｏ ｔｏ ｒｔｒｏ ｏ ｉ ｓｉ ｎ ｌ ｓｄ ｔｒ ｎ ｄ ａ ｅ ｉ ｅ ｙ ｔｓｓ ｎｄ ｖ ｒｆ ｄ ｂ ｅ ｔ ． ｉ Ｋｅ ｗｏ ｄ ｙ ｒ ｓ：ｖ ｈｉｌ ｔ ｂｉ ｔ ；ｓｄ ｓｉ ａ ｌ ａ ｓｃ ｎｔ ｒ； － ｅ ｈｏ ；ｐ ｓ ｌ ｎｅ； ｃ ｎｔ ｏ ｒ ｔ ｒｏ ｅ ｃｅ ｓ ａ ｌ ｙ ｉ ｉｅ ｌ ｐ ｎｇ ｅ ａｔｍ ｓ ｅ ｅ ｍ ｔ ｄ ｈａ ｅ ｐ ａ ｏ ｒ ｌｃ ｉｅ ｉ ｎ
汽车质心侧偏角随车速的变化
• 转向不足分析 • 中性转向分析
• 过多转向分析 • 变化曲线的绘制
汽车学院 指导老师：吴光强
姓名：徐炜卿 学号：052137
一、转向不足
某汽车两自由度模型中的参数
参数名称
符号
整车质量
m
轴距
m
质心至前轴距
lf
质心至后轴距
lr
前轮侧偏刚度
kf
后轮侧偏刚度
kr
量纲 Kg m m m
设转向盘转角保持某一定值α = α0 = 0.8
1− m lf V 2
则质心侧偏角 β =
2l lr kr 1+ KV 2
lr l
α0
将已知各参数依次代入，得到过多转向情况下汽车质心侧偏角 β 随车速 V 变化的
曲线 OS
四、汽车质心侧偏角 β 随车速 V 的变化曲线
将转向不足、中性转向和过多转向 3 种情况下的变化曲线绘制在同一张图中得
N/rad N/rad
取扭转刚度 k s
=
∞
，可以得到
e
=
1+
1 2ξ
k
f
≈1
ks
稳定性因数 K
=− m 2l 2
l f ek f − lr kr ek f kr
= 0.00178 > 0
故该汽车为转向不足
参数值 1818.2 3.048 1.463 1.585 62618 110185
设转向盘转角保持某一定值α = α0 = 0.8
lr
m
前轮侧偏刚度
kf
N/rad
后轮侧偏刚度
kr
N/rad
取扭转刚度 k s
汽车质心侧偏角计算公式
汽车质心侧偏角计算公式汽车质心侧偏角，这可真是个听起来有点专业的名词！但其实啊，它在汽车行驶的世界里可是有着重要地位的。
咱先来说说啥是汽车质心侧偏角。
简单来讲，它就是描述汽车在行驶过程中，车子重心的移动方向和车子前进方向之间的夹角。
这个夹角能告诉我们很多关于汽车行驶稳定性和操控性的信息。
那怎么计算这个质心侧偏角呢？这就得用到一些公式和参数啦。
比如说，汽车的速度、转向角度、车轮的侧偏刚度等等。
计算公式大概是这样：质心侧偏角= （车辆横摆角速度×车辆轴距）÷（车辆纵向速度）。
这里面的车辆横摆角速度和车辆纵向速度都得通过专业的仪器或者传感器来测量。
我给您讲讲我之前的一次经历，那次可真是让我对这个质心侧偏角有了更深刻的理解。
有一回，我开着车在一条弯道比较多的山路上行驶。
当时车速不算慢，在过一个急弯的时候，我明显感觉到车子有点不太稳，似乎要往外甩出去似的。
后来我仔细琢磨了一下，这不就是质心侧偏角在起作用嘛！因为在那个速度和转向角度下，质心侧偏角可能超过了安全范围，导致车子的稳定性受到了影响。
再回到这个计算公式，这里面每个参数都有它的讲究。
车辆轴距，这是车子本身的结构参数，一般是固定不变的。
但车辆的横摆角速度和纵向速度，那就会随着驾驶操作和路况不停地变化。
比如说，当您急刹车的时候，纵向速度会迅速减小，这时候质心侧偏角也会跟着发生变化。
如果您在高速行驶中突然猛打方向盘，横摆角速度会瞬间增大，质心侧偏角也可能变得很大，这就很容易导致失控了。
在实际的汽车设计和研发中，工程师们会通过各种复杂的计算和模拟，来优化汽车的结构和性能，让质心侧偏角在各种情况下都能保持在一个安全合理的范围内。
对于咱们普通驾驶者来说，了解质心侧偏角的概念和计算公式虽然不能让我们直接算出具体数值，但能让我们更明白车子在行驶中的状态，从而更加小心谨慎地驾驶。
总之，汽车质心侧偏角的计算公式虽然看起来有点复杂，但它背后反映的是汽车行驶的重要特性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
向特性。
三、汽车质心侧偏角 β 随车速 V 的变化关系
这里选取某小型车进行等速圆周运动的分析，该车的有关参数如下表所示：
参数名称
符号
量纲
参数值
整车质量
m
kg
1150
车轮半径
r
m
0.287
质心至前轴距
lf
m
1.4
质心至后轴距
lr
m
1.26
前轮侧偏刚度
kf
N / rad
18500
后轮侧偏刚度
kr
N / rad
汽车质心侧偏角 β 随车速 V 的变化关系
同济大学汽车学院 周莺莺 052071
一、运动方程 考察等速圆周运动是研究汽车转向性能的基本方法。建立相关运动方程，可得
1− m lf V 2 β = 2l lr kr lr α
1 + KV 2 l
其中， β 为汽车质心侧偏角；
V 为车速； αK>0 时的转向特性为不足转向（US）。 3）过多转向
当 K<0 时，转向半径 R 随车速 V 的增加而减小。因此，在一定的转向盘转角α 下，需 要增加车速并维持转向半径 R 不变，原定的转向盘转角α 就显得过多，需要减小；K 值越小，
过多转向量越大，故称 K<0 时的转向特性为过多转向（OS）。
22500
绕 z 轴转动惯量
Iz
kg ⋅ m2
1850
代入上述表达式，有
( ) K
=
m ⎜⎛ l f l 2 ⎜⎝ kr
−
lr kf
⎟⎟⎠⎞ =
1150 2.66 2
⎜⎛ 1.4 − 1.26 ⎟⎞ = −9.5664 ×10−4 ⎝ 22500 18500 ⎠
s2 / m2
β
=
1− m 2l 1+
= 32.331m / s
下面即可考察等速圆周运动中汽车质心侧偏角 β 随车速 V 变化的情况。设转向盘转角
保持某一定值α = α 0 = 1rad ，可绘出 β 和 V 的关系，如图所示：
侧偏角
汽车质心侧偏角β 随车速V的变化(α =1)
4
2
0 0
-2
VC
10
20
30
40
-4
-6
-8
-10
-12
lf V lr kr KV 2
2
lr l
α
=
1−
1150
1.4 V
2 × 2.66 1.26 × 22500
1 − 9.5664 ×10−4V 2
2
1.26 α 2.66
=
0.4737(1 −1.0675 ×10−2V 1 − 9.5664 ×10−4V 2
2)α
VC =
−1 = K
−
1
− 9.5664 ×10−4
显然，对于具有 OS 特征的汽车，在车速为V = VC 时，其质心侧偏角 β 的理论值达到
无穷大，VC 被称为稳定极限速度，由下式确定
1 + KV 2 = 0
VC =
−1 K
过多转向汽车达到临界车速时将失去稳定性，这意味着汽车的转向半径极小，汽车发生
激转而侧滑或翻车。由于过多转向汽车有失去稳定性的危险，故汽车都应具有适度的不足转
K
=
m ⎜⎛ l f l 2 ⎜⎝ kr
−
lr kf
⎟⎞ ⎟⎠
，称为稳定性因数，是表征汽车稳态响应的一个重要参数。
二、稳态响应的三种类型 根据 K 的数值，汽车的稳态响应可分为三类： 1）中性转向 K=0 时，转向半径 R 与车速 V 无关，称为中性转向（NS）。 2）不足转向
当 K>0 时， 转向半径 R 随车速 V 的增加而增大。因此，在一定的转向盘转角α 下，需 要增加车速并维持转向半径 R 不变，原定的转向盘转角α 就显得不足，需要增大；K 值越大，
OS
-14
-16
-18 行驶速度V
（请补上 US、NS 对应的曲线，横纵轴加变量及量纲） 汽车质心侧偏角是汽车纵向与质心运动方向，即汽车旋转圆切线方向之夹角，表示汽车 在等速圆周运动中相对于旋转圆的姿态。由图可见，汽车速度越高，则作圆周运动时车头偏 向旋转圆内侧的倾向越强。并且，OS 特性越强的汽车，这种倾向越明显。