基于AFS控制的汽车操纵稳定性研究解读
汽车操纵稳定性试验文档
间与汽车质心侧偏角的乘积。汽车质心侧偏角可由瞬态回转试验
求得。
• 2．评价指标
•
在我国《汽车操纵稳定性试验方法》标准中规定了7项评价
指标，由于测量方法的不完善及个别指标在某些汽车上不存在等 原因，故在《汽车操纵稳定性指标极限值与评价方法》标准中仅
• 2．评价指标 •
我国转向回正试验的评价指标是横摆角速度总方差及残留横
摆角速度。
• 转向轻便性试验
•
转向轻便性试验用来测定操舵力的大小，常见的操舵力试验 有低速大转向角试验、中转速小转向角试验、高速转弯操舵力试
图11.14 回正试验几种过程曲线
• • •
(2)稳定时间：稳定时间由松开转向盘的时刻起，至汽车横摆 角速度到新稳态时为止转向盘输入； (3)残留横摆角速度：汽车横摆角速度新稳态值与零线之差即
为残留横摆角速度；
(4)自然频率：由于系统是多自由度的，横摆角速度并不是一 个严格的等圆周运动，相邻振幅的比值也不等于常数(图11.15)。
•
随着车速的不断提高，汽车操纵稳定性对汽车行车安全性的
影响越来越大，成为汽车的重要性能之一。操纵稳定性不好的汽 车可表现为“高速发飘”、“响应迟钝”、“丧失路感”和“丧
失控制”等。
•
我国《汽车操纵稳定性试验方法》标准和《汽车操纵稳定性
指标限值与评价方法》中规定汽车操纵稳定性试验包括：稳态回
转试验、转向瞬态响应试验、转向瞬态转向试验、转向回正性试 验、转向轻便性试验、蛇形试验等。 • 常用的汽车操纵稳定性试验仪器有： 、汽车横摆角速度、车身侧倾角及纵倾角等； • 2）光束水准车轮定位仪：测车轮外倾角、主销内倾角、主销外倾 角、车轮前束、车轮最大转角及转角差； • 3）车辆动态测试仪：测汽车横摆角速度、车身侧倾角及纵倾角、 汽车横向加速度与纵向加速度等运动参数；
操纵稳定性论文 (2)
汽车操纵稳定性的研究摘要：汽车操纵稳定性是决定汽车安全行驶的一个主要性能，本文主要论述了汽车操纵稳定性的研究进展及其影响因素，然后通过试验（稳态回转试验、转向回正试验等等）对汽车操纵稳定性进行定性测定和评价，并提出了汽车操纵稳定性研究存在的问题及发展前景。
关键词：汽车；操纵稳定性；影响因素；评价；试验The Research of the VehicleHandling and StabilityAbstract: The vehicle handling and stability is decided to the safety driving of a major performance, this paper mainly discusses the research progress of the vehicle handling and stability and its influence factors, and then through the test (steady-state test, turning back to the positive test, etc.) on the vehicle steering and stability for qualitative determination and evaluation,and puts forward the vehicle handling and stability the problems of the research and development prospects.Key words:car; handling and stability; influencing factors; evaluation; test引言汽车操纵稳定性是指驾驶者在不感到过分紧张、疲劳的条件下，汽车能遵循驾驶者通过转向系及转向车轮给定的方向行驶，且当遭遇外界干扰时，汽车能抵抗干扰并保持稳定行驶的能力[1]。
汽车操纵稳定性分析与评价指标
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重心[centre of gravity]
1、物体各部分所受重力的合力作用点。
2、规则而密度均匀物体的重心就是它的几何中心。
3、一个物体的各部分都要受到重力的作用。从效果 上看，我们可以认为各部分受到的重力作用集中 于一点，这一点叫做物体的重心。
4、物体的重心位置，质量均匀分布的物体，重心的 位置只跟物体的形状有关。例如，均匀球体的重 心在球心。
5、质量分布不均匀的物体，重心的位置除跟物体的 形状有关外，还跟物体内质量的分布有关。载重 汽车的重心随着装货多少和装载位置而变化。
汽车的操纵稳定性分析和评价指标
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力矩 (torque)
➢ 物理学上指使物体转动的力乘以到转轴的距离。 ➢ 力对物体产生转动效应的量度 ➢ 力对物体产生转动作用的物理量。可分为力对轴
α
u
汽车的操纵稳定性分析和评价指标
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3.FY－α曲线
FY k
k—侧偏刚度。
FY一定时希望侧 偏角越小越好，所 以 |k| 越大越好。
汽车的操纵稳定性分析和评价指标
13
二、轮胎结构、工作条件对侧偏特性的影响
轮胎的尺寸、型式和结构参数对侧偏刚度有显著影响。
大尺寸轮胎
大尺寸轮胎
子午线轮胎
侧偏刚度大
钢丝子午线轮胎
奔驰CLK跑车：前轮205/55R16，后轮225/50R16。
前205、后225的轮胎组合，使得前轮的侧偏刚度小于后轮，
有利于营造不足转向特性。
汽车的操纵稳定性分析和评价指标
52
四、转向操作轻便性
➢路试检测
等速圆周行驶，用转向力测试仪测试转向盘 外缘的最大切向力不得大于150N。
➢原地检测
汽车操纵稳定性研究方法探讨
汽车操纵稳定性研究方法探讨汽车操纵稳定性研究方法探讨1 操纵稳定性的研究历史和概况研究对汽车操稳性的系统研究, 早在20 世纪3O 年代就已经开始。
对车辆控制的重视导致对悬架和转向机构的运动学研究。
1925 年平顺性理论初步形成规模。
同年, Broulheit 在文章中首次提出侧偏和侧偏角的概念【Broulheit, 1925】。
1931 年, Becker、Fromm 和Maruhn 在发表的文章中分析了轮胎在转向系振动中起的作用, 进一步研究了轮胎特性【Becker,1931】。
对轮胎的研究使进一步分析车辆稳定性成为可能。
20 世纪50 年代, 建立简单的汽车动力学模型,研究人员开始从事汽车动力学性能仿真, 分析汽车操纵稳定性。
19 世纪50 年代中期所作的研究工作为建立汽车数学模型打下基础。
对轮胎的基本了解使建立相对精确的轮胎数学模型成为可能。
20 世纪60 年代, 开始从控制理论和振动理论出发, 采用开环系统瞬态响应、系统特性分析和系统稳定性理论设计汽车的总成系统。
但是, 应用开环系统分析方法, 仅用于分析汽车的方向稳定性条件, 因为当时不知道如何评价汽车的开环特性和瞬态特性, 很难直接在车辆设计中应用。
到20 世纪70 年代, 安全实验车（ ESV）研究计划实施, 促使人们去研究之中实用方法, 用来设计汽车的动力学性能。
这个阶段, 各国主要采用系统工程学方法探索汽车动力学性能评价方法。
依据大量实验和理论分析, 形成了以驾驶员主观评价为主, 客观评价指标限制为辅的一整套主观评价设计方法。
20 世纪70 年代车辆动力学仿真模型变得更加复杂和真实。
这主要归功于计算机技术的发展。
以前的仿真工作都在模拟计算机上进行, 它能解决实时动力学问题, 但其致命缺点是不能解决非线性问题。
由于数字计算机逐步取代了模拟计算机和混合计算机, 因而必须建立完全数字化的车辆动力学模型。
考虑到计算机的费用及计算速度, 建立有效的计算机模型是必要的。
《汽车操纵稳定性》课件
06
汽车操纵稳定性案例分析
案例一：某品牌汽车操纵稳定性优化案例
要点一
总结词
要点二
详细描述
通过优化悬挂系统和转向系统，提高汽车操纵稳定性
该品牌汽车通过改进悬挂系统和转向系统的设计和参数， 实现了在各种路况下都能够保持较好的操纵稳定性。具体 措施包括采用先进的悬挂系统、优化转向齿条和齿轮的设 计、改善轮胎的抓地力等。这些改进使得汽车在高速行驶 、紧急变道和弯道行驶时更加稳定，提高了驾驶的安全性 和舒适性。
汽车操纵稳定性是评价汽车性能的重要指ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ之一，它涉及到汽车的操 控性、安全性、舒适性等多个方面，对驾驶员的驾驶体验和行车安全 具有重要影响。
汽车操纵稳定性的重要性
03
提高行车安全性
提高行驶稳定性
提高乘坐舒适性
良好的汽车操纵稳定性可以提高驾驶员对 汽车的操控信心，减少因失控而引发的交 通事故。
良好的汽车操纵稳定性可以使汽车在行驶 过程中保持稳定，减少侧滑、失稳等现象 的发生，提高行驶安全性。
案例二：某品牌汽车控制系统优化案例
总结词
通过先进的控制系统，提高汽车操纵稳定性
详细描述
该品牌汽车采用了先进的控制系统，如电子稳定程序和 牵引力控制系统，来提高汽车的操纵稳定性。这些系统 通过实时监测车辆的动态特性和驾驶员的操作，自动调 整发动机输出和制动系统的制动力，以保持车辆的稳定 性和控制性。通过这些控制系统的优化，该品牌汽车在 各种驾驶条件下都能够提供更好的操纵性能和安全性。
良好的汽车操纵稳定性可以使汽车在行驶 过程中更加平顺，减少颠簸和振动，提高 乘坐舒适性。
汽车操纵稳定性的历史与发展
历史回顾
早期的汽车由于没有转向助力、悬挂系统等装置，操纵稳定 性较差。随着技术的不断发展，汽车操纵稳定性逐渐得到改 善。
分布式驱动电动汽车AFS和DYC协调控制策略研究
分布式驱动电动汽车AFS和DYC协调控制策略研究摘要随着人们对环境保护意识的不断提高，电动汽车被越来越广泛地应用。
然而，电动汽车的安全性能和驾驶体验仍然需要提高。
本文针对电动汽车的自适应前照灯系统（AFS）和动态稳定控制系统（DYC）进行研究，提出了一种分布式驱动电动汽车AFS和DYC协调控制策略。
首先，通过分析电动汽车的动力学模型和AFS控制原理，建立了分布式控制模型，使得AFS能够自适应调整前照灯照射范围并且反映动态路况。
其次，通过研究电动汽车的离散控制模型和DYC控制原理，提出了一种基于模型预测控制的DYC协调控制策略。
该策略采用了基于短期和长期预测的混合控制策略，有效地提高了电动汽车的稳定性和安全性。
最后，通过仿真实验对本文协调控制策略的有效性进行了验证。
实验结果显示，该策略能够使AFS和DYC系统之间实现协同控制，同时保持较高的车速和良好的驾驶舒适性。
这些结果为电动汽车的安全性能和驾驶体验的提升提供了一种新的思路。
关键词：电动汽车；自适应前照灯系统；动态稳定控制；协调控制AbstractWith the increasing awareness of environmental protection, electric vehicles have been widely used. However, the safety performance and driving experience of electric vehicles still need to be improved. This paper focuses on the research of the Adaptive Front-lighting System (AFS) and Dynamic Stability Control (DYC) of electric vehicles, and proposes a distributed driving electric vehicle AFS and DYC coordinated control strategy.Firstly, by analyzing the dynamics model and AFS control principle of electric vehicles, a distributed control model was established, so that AFS could adaptively adjust the illumination range of headlights and reflect the dynamic road conditions. Secondly, based on the study of the discrete control model and DYC control principle of electric vehicles, a model predictive control-based DYC coordinated control strategy was proposed. The strategy adopted a mixed control strategy based on short-term and long-term prediction, effectively improving the stability and safety of electric vehicles.Finally, the validity of the coordinated control strategy proposed in this paper was verified bysimulation experiments. The experimental results show that the strategy can achieve coordinated control between the AFS and DYC systems while maintaining high speed and good driving comfort. These results provide a new approach for improving the safety performance and driving experience of electric vehicles.Keywords: electric vehicle; adaptive front-lighting system; dynamic stability control; coordinated controElectric vehicles have gained significant popularityin recent years due to their environmentalfriendliness and low operating costs. However, the safety performance and driving experience of electric vehicles have always been a major concern for consumers. In particular, the adaptive front-lighting system (AFS) and dynamic stability control (DYC) are essential systems that affect the safety and comfort of driving. Therefore, coordinated control between the AFS and DYC systems is very critical for electric vehicles.Previous studies have mainly focused on the independent control of the AFS and DYC systems. However, the coupling effect between these two systems has been ignored in previous studies. This paper proposes a coordinated control strategy that considersthe coupling effect between the AFS and DYC systems, and investigates its effectiveness by simulation experiments.The coordinated control strategy proposed in this paper utilizes a hierarchical control framework. The upper level of the control framework is responsiblefor the coordination between the AFS and DYC systems, while the lower level is responsible for the independent control of each system. The coordination between the AFS and DYC systems is achieved by introducing a new control variable, which considers the coupling effect between these two systems.The simulation experiments conducted in this paper demonstrate that the proposed coordinated control strategy can effectively improve the safety performance and driving experience of electric vehicles. In particular, the results show that the strategy can achieve coordinated control between the AFS and DYC systems, while maintaining high speed and good driving comfort. This provides a new approach for improving the safety performance and driving experience of electric vehicles.In conclusion, this paper proposes a coordinated control strategy that considers the coupling effectbetween the AFS and DYC systems, and investigates its effectiveness by simulation experiments. The experimental results demonstrate that the proposed strategy can significantly improve the safety performance and driving experience of electric vehicles. Therefore, this paper provides a valuable contribution to the research on improving the safety performance and driving experience of electric vehiclesIn recent years, the usage of electric vehicles has been increasing due to the concerns for environment pollution and energy conservation. As a result, it is essential to ensure the safety performance and driving experience of electric vehicles to enhance their marketability and customer satisfaction. One significant concern for electric vehicles is their stability during cornering, which can be affected by factors such as velocity, steering angle, and road surface conditions. Hence, it is essential to have a mechanism that can improve the stability of electric vehicles during cornering.One potential mechanism for improving the stability of electric vehicles during cornering is the integration of the active front steering (AFS) and direct yaw moment control (DYC) systems. The AFS system can helpimprove the steering response of the electric vehicle, while the DYC system can improve the vehicle'sstability by generating a yaw moment in response to the steering angle and vehicle velocity.However, the coupling effect between the AFS and DYC systems can significantly affect the performance of the vehicle. Thus, this paper proposes a coordinated control strategy that considers the coupling effect between the AFS and DYC systems to enhance the safety performance and driving experience of electric vehicles.The proposed strategy was tested using simulation experiments, and the results demonstrated significant improvements in the safety performance and driving experience of electric vehicles. Specifically, the simulations showed that the proposed control strategy can improve the vehicle's stability during cornering, leading to a reduction in yaw rate and lateral acceleration. Furthermore, the strategy can improve the responsiveness of the steering system by reducing the delay in the steering response, which can lead to a better driving experience for the driver.In conclusion, this paper provides a valuable contribution to the research on improving the safetyperformance and driving experience of electric vehicles. The coordinated control strategy proposed in this paper considers the coupling effect between the AFS and DYC systems, leading to significant improvements in the safety performance and driving experience of electric vehicles. Future research can further investigate the proposed control strategy by conducting more experiments on different electric vehicles to verify its effectivenessIn addition to the proposed coordinated control strategy, there are several other areas of research that can contribute to the improvement of the safety performance and driving experience of electric vehicles.One such area is the development of advanced driver assistance systems (ADAS) specifically designed for electric vehicles. ADAS can include features such as collision avoidance, lane departure warnings, and automated parking, all of which can help increase the safety of electric vehicles on the road.Another area of research is the development of more efficient and reliable battery technology. Improvements in battery technology can lead to longer driving ranges and faster charging times, makingelectric vehicles more practical and convenient for everyday use.Finally, research can also focus on improving the overall infrastructure for electric vehicles. This can include increasing the number of charging stations available, improving the speed and convenience of charging, and developing smarter grid technologiesthat can optimize the use of renewable energy sources.Overall, continued research and development in these areas can help increase the safety, efficiency, and convenience of electric vehicles, paving the way for a more sustainable and environmentally friendly transportation systemIn conclusion, electric vehicles have the potential to significantly reduce greenhouse gas emissions from transportation, but there are still challenges that need to be addressed to fully realize their benefits. Improving battery technology, increasing the range of vehicles, and developing smart charging and grid technologies are all important areas for research and development. Additionally, infrastructure improvements such as increasing the number and convenience of charging stations can help support the growth of electric vehicles. By addressing these challenges andinvesting in the continued development of electric vehicle technology, we can create a more sustainable and environmentally friendly transportation system。
汽车操控稳定性研究
一．车辆车身各部件对车辆操纵稳定性影响的研究1.电动助力转向系统对汽车操控稳定性的影响在电动助力转向系统中引入横摆角速度反馈传感器,建立了包含电动助力转向系统的人-车系统数学模型;经模拟仿真分析,表明该模型在EPS中引入横摆角速度负反馈可以显著改善前轮角阶跃输入下车辆的横摆角速度的瞬态响应;并且EPS助力矩响应曲线上升平稳缓慢,有利于汽车在低附着系数路面高速转向行驶时的操纵,从而提高汽车的行驶安全性。
1.1.横摆角速度反馈当汽车的运动进入失稳状态时,驾驶员很容易做出过度转向的车辆,可在EPS中引入一个负反馈,以降低系统的助力矩,削弱驾驶员快速改变前轮转向角的能力。
1.2.仿真结果及结论对于不引入反馈的系统,瞬态响应曲线的振荡幅度很大,收敛较慢,稳定性较差。
引入反馈后,系统的超调量显著降低,并很快的趋于稳态值,但反应时间较前者增长。
引入反馈后(实线表示)系统在横摆角速度出现剧烈振荡的阶段( t < 1 s)提供远小于常规系统(虚线表示)的助力矩。
这样转向系能提供给驾驶员更多的“路感”,同时也使转向系变得较“迟钝”,削弱了驾驶员快速控制前轮转向的能力[ 6 ] ,防止因驾驶员(错误的)快速转向操纵而导致的系统不稳定。
另外,带有反馈的系统提供的助力矩曲线很平滑,而不带反馈的系统却出现了一定的波动。
抑制助力矩的波动不仅有利于保持车辆的稳定性,也有利于延长助力电机的寿命。
因此在EPS引入横摆角速度反馈可以减少前轮阶跃输入车辆的横摆角速度瞬态响应的时间,显著降低超调量,可明显改善车辆的行驶稳定性,但会增长反应时间。
为EPS引入横摆角速度反馈后, EPS系统的助力矩上升较慢,但增长平稳,不出现明显的振荡。
这有利于汽车横摆角速度出现剧烈波动的失稳状态下汽车的操纵,提高汽车的行驶安全性。
2.悬架特性对操纵稳定性的影响汽车的不足转向度是汽车操纵稳定性的一个重要评价指标，在汽车概念设计阶段，通过悬架在各种工况下的K&C性能分析，可计算分析整车的基本动力学特性，协助完成目标设定、目标改进和整车操稳性能优化提升等工作。
《基于线控制动系统的车辆稳定性研究》范文
《基于线控制动系统的车辆稳定性研究》篇一一、引言随着汽车技术的不断进步，线控制动系统（Wired Brake System）已经成为现代车辆安全与稳定性的重要组成部分。
线控制动系统通过电子信号替代了传统的机械连接，实现了对刹车系统的精确控制，从而提高了车辆的稳定性和安全性。
本文将针对基于线控制动系统的车辆稳定性进行研究，并从其技术特点、稳定性提升以及潜在挑战等方面进行探讨。
二、线控制动系统的技术特点线控制动系统以其高度的精确性和可靠性，成为现代车辆技术发展的趋势。
相比传统的液压制动系统，线控制动系统具有以下特点：1. 精确控制：线控制动系统通过电子信号进行控制，可以实现对刹车力的精确调节，使车辆在不同路况和行驶条件下都能保持稳定的刹车性能。
2. 实时响应：线控制动系统能够快速响应驾驶员的指令，确保在紧急情况下车辆能够迅速减速，提高行车安全性。
3. 节能环保：线控制动系统通过电力驱动，减少了液压传动系统的能耗和排放，符合节能环保的现代汽车发展趋势。
三、基于线控制动系统的车辆稳定性提升线控制动系统在提升车辆稳定性方面具有显著优势。
通过精确控制刹车力，线控制动系统可以实现对车辆行驶状态的实时监测和调整，从而提高车辆的稳定性和安全性。
具体表现在以下几个方面：1. 动态稳定性控制：线控制动系统可以根据车辆的行驶状态和路况信息，实时调整刹车力，使车辆在转弯、加速等情况下保持动态平衡，提高行驶稳定性。
2. 防抱死刹车系统（ABS）的优化：线控制动系统可以实现对防抱死刹车系统的精确控制，有效避免车辆在紧急制动时出现抱死现象，提高刹车稳定性和安全性。
3. 车辆稳定性控制系统（VSC）的集成：线控制动系统可以与车辆稳定性控制系统相结合，实现对车辆行驶状态的实时监测和调整，进一步提高车辆的稳定性和安全性。
四、潜在挑战与解决方案虽然线控制动系统在提升车辆稳定性方面具有显著优势，但也面临一些潜在挑战。
例如，电子信号传输的稳定性和可靠性、刹车系统的故障诊断与维护等问题。
车辆稳定性控制技术研究
车辆稳定性控制技术研究一、引言在高速公路上行驶的汽车往往面临着多种复杂的路面和天气条件。
这些复杂条件对车辆的稳定性和安全性产生了不利影响。
为了满足人们对行车安全的需求，现代汽车行业充分利用了先进的电子技术和控制技术，开发了车辆稳定性控制技术。
本文将重点介绍车辆稳定性控制技术的研究进展和现状。
二、ABS技术ABS技术是车辆稳定性控制技术的一个重要组成部分。
ABS技术主要通过控制车轮刹车的力度和时间来防止车轮发生打滑现象。
ABS技术的主要原理是利用车轮传感器监测车轮的运动状态，然后根据运动状态通过电子控制单元控制制动油压来控制车轮的刹车力度和时间。
ABS技术不仅可以防止车轮打滑和车辆侧滑，还可以提高车辆的制动效果和刹车距离。
三、ESP技术ESP技术是一种更加高级的车辆稳定性控制技术，它可以防止车辆侧滑和翻车等意外事故的发生。
ESP技术主要通过监测车辆的运动状态和车轮的转速来判断车辆的运动轨迹和方向，并根据监测结果通过电子控制单元对车辆进行控制，以保证车辆的稳定性。
ESP技术还可以通过控制引擎功率和车轮制动力等方式来调节车辆的运动状态，从而提高行车的安全性和稳定性。
四、向量控制技术向量控制技术是一种新型的车辆稳定性控制技术，它可以通过精确控制每个车轮的制动力和转速来改善车辆的运动状态和稳定性。
向量控制技术的主要原理是利用车轮和转向角度的传感器监测车辆的运动状态，并根据监测结果通过电子控制单元对车辆进行控制。
向量控制技术具有更高的控制精度和更加智能化的控制方式，可以在复杂的路面和条件下保证车辆的稳定性和安全性。
五、辅助安全装置技术除了ABS、ESP和向量控制技术之外，现代汽车行业还研发了多种辅助安全装置技术来提高车辆的安全性和稳定性。
例如，主动巡航技术可以通过雷达和摄像头等传感器监测车辆周围的车辆和障碍物，然后根据监测结果对车辆进行控制以保证安全和稳定。
盲点监测技术可以监测车辆周围的盲点区域，从而提醒驾驶员注意周围环境，避免发生意外事故。
汽车操控稳定性研究
汽车操控稳定性研究概述操控稳定性的影响因素操控稳定性主要受到以下因素的影响：1.车辆动力系统：包括发动机、变速器和传动系统的设计和性能。
发动机输出的动力大小和变速器的挡位比以及传动系统的传动效率直接影响汽车的加速性和动力响应能力。
2.车辆悬挂系统：悬挂系统是保证车辆行驶稳定性的关键部件之一、悬挂系统的设计和调校直接影响车辆的操控稳定性。
合理的悬挂系统可以减小车身侧倾和俯仰，提高汽车的操控性和行驶稳定性。
3.刹车系统：刹车系统对汽车的操控稳定性影响很大。
一个正常工作的刹车系统保证了驾驶者在紧急情况下的制动能力，避免汽车失去控制。
4.车辆结构刚度：车辆的结构刚度直接影响汽车的操控稳定性。
较高的车身刚度可以减小车身变形，在高速行驶时提高车辆的稳定性。
5.轮胎性能：轮胎是汽车与地面直接接触的部分，轮胎的性能直接影响汽车的操控稳定性。
质量不合格或磨损严重的轮胎会影响车辆的抓地力和行驶稳定性。
研究方法和技术针对汽车操控稳定性的研究，常用的方法和技术包括：1.汽车动力学仿真：通过建立车辆动力学模型，可以模拟汽车在不同驾驶情况下的操控稳定性。
通过调整模型参数，可以分析不同因素对操控稳定性的影响，并优化设计。
2.实车测试：通过在实车上进行测试，可以获取真实的操控稳定性数据。
通过在不同驾驶条件下进行测试，可以对汽车的操控稳定性进行评估，并分析其影响因素。
3.环路测试：环路测试是评估汽车操控稳定性的一种常用方法。
在封闭环形道路上进行驾驶，通过测量车辆的偏航角和滚动角等参数，可以评估车辆的操控稳定性。
4.电子稳定控制系统：电子稳定控制系统是一种现代汽车安全系统，可以通过感应车辆操纵情况，自动调节刹车力和动力输出，以提高汽车的操控稳定性。
操控稳定性研究的意义研究汽车操控稳定性对于改善汽车的操控性和驾驶安全性具有重要意义。
通过优化车辆设计和改进制造工艺，可以提高汽车的操控稳定性，减少驾驶操作的难度和驾驶疲劳感，提高驾乘舒适性。
汽车操纵稳定性评价方法研究
汽车操纵稳定性评价方法研究汽车的操纵稳定性是衡量汽车行驶质量的一个重要指标。
一辆汽车的操纵稳定性，不仅关乎乘坐者的安全与舒适，也直接影响车辆的市场竞争力。
为了精确地评价一辆汽车的操纵稳定性，需要运用科学的测试方法和评价标准。
评价方法1. 车载试验车载试验是评价一辆汽车操纵稳定性的一个重要手段。
通过在车内安装多种测试仪器，如惯性测量单元（IMU）、制动力反馈（BBFM）、转向率传感器（TSR）等，对汽车在不同的路况和驾驶状态下进行测试和分析。
车载试验可以动态地评估汽车的加速度、制动、转向等指标，及时反馈车辆运动学和动力学参数的变化，有利于发现和整改车辆操纵稳定性的缺陷，提高行驶安全性和舒适性。
2. 静态试验静态试验是对汽车操纵稳定性的一种简单而又直接的评估方式。
通过推拉车测量系统、悬架测试机等设备对汽车的悬架系统、悬挂刚度、车身刚度等进行测试分析，从而评估汽车悬架系统的稳定性。
静态试验方法可以帮助设计人员优化汽车结构设计，提高车辆操纵稳定性。
3. 路试路试是指在真实路况下对汽车操纵稳定性进行评估。
通过在不同路段进行测试，如山路、高速公路等，可以评估车辆在不同路况下的操纵稳定性。
路试有利于检测车辆在实际操作中的运动学和动力学性能，全面评估车辆的操纵稳定性。
评价标准1. 车辆侧倾角（roll angle）车辆在转弯时的侧倾角是评估操纵稳定性的一个重要指标。
一辆汽车悬挂系统的稳定性能够直接影响车辆的侧倾角大小。
在较高的车辆侧倾角下，车辆容易失去操纵，导致事故的发生。
2. 车辆侧向加速度（Lateral Acceleration）侧向加速度能够反映车辆在转弯时的稳定性。
较小的侧向加速度代表车辆的稳定性较好。
在高速公路上行驶，若车辆的侧向加速度过大，则容易导致车辆失去操纵。
3. 车辆制动减速度（Braking Deceleration）车辆制动减速度是一个反映汽车操纵稳定性的重要指标。
在制动时，车辆制动减速度越大，代表汽车的稳定性越好。
汽车操纵稳定性控制系统的分析
汽车操纵稳定性控制系统的分析【摘要】汽车操纵稳定性的研究，是与汽车车速的不断提高分不开的。
早期的低速汽车，还谈不上操纵稳定性问题，最早提出操纵稳定性问题，是在具有较高车速的赛车上。
后来，随着车速的不断提高，在轿车、大客车和载货汽车上也都不同程度地出现了类似的问题。
因此汽车操纵稳定性的研究成为当今研究热点。
本文从国内外汽车操纵稳定性控制的研究现状出发，对汽车操纵稳定性进行仿真分析。
【关键词】汽车操纵稳定性控制仿真一、汽车操纵稳定性研究的目的及意义随着高速公路的发展和汽车技术的进步，公路交通呈现出行驶高速化、车流密集化的趋势。
现代轿车的设计最高时速一般都大于200km/h，有的运动型轿车甚至超过300km/h。
汽车在高速公路上的行驶速度通常也都在lookm/h，其次驾驶员的非职业化发展趋势，使得车辆在高速行驶时出现了各种各样的稳定性问题。
要求汽车具有更好的可控性和更高的行驶安全性。
因此，汽车的操纵稳定性日益受到重视，成为现代汽车研究的重点。
二、国内外研究现状国外发达越来越多的车型已将电子稳定性控制系统作为其标准配置2005年大约40%的新注册车辆配备了esp，在高档车上，esp 已经成为了标准配置，中档车上的装配率也迅速提高，在紧凑型车上装配率稍低。
国内对汽车操纵稳定性控制的研究起步较晚，目前仍然处于研究开发的初期，没有具备自主知识产权的产品。
电子稳定性控制系统的装配率还比较低，以往通常只在高档车上才装配esp，2006年上市的东风雪铁龙的凯旋、一汽大众的速腾和上海通用的君越都配有esp[141，但是装备的都是国外公司的产品，国内还没有自己的实际开发系统的能力，大多数学者只是基于理论的研究。
三、车辆操纵稳定性控制的基本原理及分析汽车电子稳定控制的基本思想是通过对临界稳态工况的控制，来阻止汽车进入不可控的非稳态，此时汽车的质心侧偏角往往较大，车轮的侧向力已接近轮胎与路面的附着极限，此时方向盘转角控制对车辆稳定性的改善并不明显，所以一般不使用方向盘转角控制，可以采用通过纵向力匹配来产生横摆力矩的控制方法来改善车辆稳定性。
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南京林业大学本科毕业设计（论文）题目:基于AFS控制的汽车操纵稳定性研究学院：南方学院专业：车辆工程学号：n091605127学生姓名：吴钱巍指导教师：田杰职称：副教授二O一三年六月一日汽车的操纵稳定性不仅影响到汽车驾驶的操纵轻便程度，而且也是车辆高速安全行驶的一个主要性能。
主动前轮转向(Active Front Steering，简称AFS)通过实现独立于驾驶员的转向干预，主动改变前轮转向角，改变前轮作用力和力矩分布情况，以提高车辆的操纵稳定性和轨迹保持能力，增加汽车的主动安全性。
本文建立线性二自由度车辆动力学车辆模型和参考模型，并设计AFS滑模变结构控制器，建立AFS控制的汽车操纵稳定性仿真模型。
再针对过多和不足转向两种工况，运用Matlab/Simulink软件对车辆行驶过程中的运动学和动力学进行系统地仿真，选取60km/h 和120km/h速度情况下，对汽车运动的两个主要参数横摆角速度和质心侧偏角的进行仿真分析，得出AFS控制系统对车辆的操纵稳定性影响。
关键词：汽车操纵稳定性，主动前轮转向，滑模控制，仿真The handling stability of the vehicle not only affects the vehicle's driving control light levels, but also safe driving a vehicle speed main performance. Active front steering are trying to achieve independence through the driver's steering intervention, through changing the front wheel steering angle ,taking the Initiative to change the front wheel steering angle,changing the distribution of the front wheel forces and moments to enhance the car's handling ,stability and hold the capacity of trajectory , to increase the car's active safety.In this paper, we are trying to create a dynamic vehicle with two degrees of freedom vehicle model and a reference model, two degrees of freedom linear vehicle model and vehicle dynamics reference model,and designing the AFS sliding mode variable structure controller and the vehicle handling stability simulation model.then according to the excessive and understeer two conditions,using Matlab/Simulink software system by kinematics and dynamics of the vehicle running to systematically emulation.we are select 60km/h and 120km/h speed ,according to the two main parameters of yaw rate and sideslip angle to simulation analysis,so as to arrive the effects of the vehicle handling and stability that controlled by AFS control system.Keywords: Vehicle handling stability ,AFS, SMC,simulation目录第一章绪论 (1)1.1研究目的及意义 (1)1.2汽车操纵稳定性的研究现状 (2)1.3国内外关于AFS的研究成果 (3)1.4M ATLAB/S IMULINK的软件介绍 (4)1.5论文主要研究内容 (4)第二章AFS控制的汽车操纵稳定性研究 (6)2.1线性二自由度车辆模型的建立 (6)2.2参考模型的建立 (8)2.3AFS系统几种常见控制方法 (9)2.4滑模变结构控制理论 (11)2.5AFS滑模变结构控制器的设计 (13)2.6削弱控制系统抖振的方法 (16)2.7本章小结 (18)第三章基于AFS控制的汽车操纵稳定性仿真分析 (19)3.1基于AFS控制的汽车操纵稳定性仿真模型的建立 (19)3.2基于AFS控制的汽车操纵稳定性的仿真分析 (20)3.2.1 过多转向条件下AFS仿真分析 (20)3.2.2 不足转向条件下AFS仿真分析 (24)3.3本章小结 (27)第四章总结与展望 (28)4.1全文总结 (28)4.2工作展望 (28)致谢 (30)参考文献 (31)第一章绪论1.1 研究目的及意义汽车的操纵稳定性不仅影响汽车驾驶的操纵轻便性能,也是保证车辆高速行驶安全的一个主要性能,其包含2个部分并且相互关联，即为操纵性和稳定性。
操纵性是指汽车能够确切地响应驾驶员转向指令的能力，稳定性指汽车遭到外界因素干扰时能抵制干扰并很快恢复到稳定状态的能力，汽车稳定性的好坏直接影响汽车操纵性的好坏。
影响汽车操纵稳定性的因素主要有汽车本身结构参数(轴距、轮距、重心位置、质量分配、轮胎的特性以及悬架导向装置)、路面分离附着系数、纵向和横向的坡度、左右车轮附着差异、侧向风、弯道离心力、侧倾力以及驾驶人操纵技能等[1]。
因此车辆动力学一直以来的一个主要研究领域，就是以提高车辆操纵稳定性为主的运动控制研究。
传统的汽车是通过对转向系统的操纵来实现转向控制的。
在一般情况下，汽车转向操纵机构都能较平稳地实现转向控制，但遇到特殊情况时极易使车辆进入动力学不稳定状态，从而出现严重过多转向或不足转向，甚至发生甩尾、侧翻[2]。
因而一种新型的主动安全系统——主动转向系统发展起来了。
主动前轮转向（Active Front Steering，简称AFS）技术是通过实现独立于驾驶员的转向干预，从而主动改变前轮转向角，改变前轮作用力和力矩分布情况，以提高车辆的操纵稳定性和轨迹保持能力，尤其当行驶在分离附着系数路面、受较大的侧向风或路面侧倾力作用时，车辆无需制动和驱动系统参与，只需要通过主动前轮转向就能改善车辆的操纵稳定性和轨迹保持能力[3]。
AFS控制技术的优点①在制动力和驱动力、大侧向风作用以及分离附着系数路面上产生的横摆和侧倾干扰力矩所引起的汽车左右车轮纵向力不对称情况下，可产生附加横向力来抵消车辆纵向力不对称的情况②改善车辆重心以升高车辆的抗倾覆性能③当车辆侧向力达到轮胎与路面之间的附着极限时依靠两前轮的主动转向比来调节单个车轮的驱动和制动力矩来实施动力学稳定性控制④在直接横摆力矩控制(DYC, Direct Yaw moment Control)的基础上辅助主动前轮转向AFS技术能够进一步提高车辆的操纵稳定性[4]。
由于车辆侧向加速度和横摆角速度通过轮胎的侧向力耦合，要想通过主动前轮转向利用侧向力来实现车辆的操纵稳定性的改善一定会遇到无法解决的矛盾，即在比较理想的状态下侧向加速度与横摆角速度不可能同时达到。
如何解决这一矛并且最终得到车辆侧向运动和横摆运动的共同改善，进而能够进一步改善车辆的操纵稳定性，需要我们投入更多的时间来深入思考和研究[5]。
1.2汽车操纵稳定性的研究现状对汽车操纵稳定性的研究，早在20世纪30年代就开始了。
1925年Broulheit提出了侧偏和侧偏角的概念，。
1931年，Becker、Fromm 和 Maruhn研究了轮胎的特性，分析了轮胎在转向系抖振中起的作用，他们对轮胎的研究为进一步研究车辆操纵稳定性成为了可能[6]。
20世纪50年代，研究人员建立简单的汽车动力学模型，进行汽车动力学性能仿真，分析汽车的操纵稳定性。
20世纪60年代，研究人员开始从控制和震动理论出发，利用开环系统瞬态响应、系统稳定性理论和系统特征分析设计的总成系统进行分析，但是只能用来分析汽车的方向稳定性条件，因为当时没有评价汽车开环特征和瞬态特征的标准，所以没能在车辆设计中直接应用[7]。
20世纪70年代，各国对探索汽车动力学性能评价方法主要采用系统工程学方法。
根据大量理论和实践分析，形成了一整套主观评价设计方法就是以驾驶员主观评价为主，客观评价指标限制为辅的评价方法。
20 世纪70年代归功于计算机技术的发展，使得模拟计算机不能解决的非线性的问题得以解决，建立完全数字化的车辆动力学模型，使得车辆动力学仿真模型变得更加复杂和真实[7]。
20世纪80年代，随着电子计算机技术的迅速发展和不断成熟，研究汽车操纵稳定性技术的人员和机构开始着力研究各种电子控制系统，用来改善汽车的操纵稳定性。
许多机构将车辆的横摆角速度和汽车的质心侧偏角一起作为汽车的控制变量。
通过实际的横摆角速度和参考的横摆角速度之间的误差，实际的质心侧偏角和理论的质心侧偏角之间的误差的控制，确定汽车所需要的纵向力和横摆力矩,从而研究对汽车操纵稳定性的影响[8]。
近年来南京林业大学的田杰等人对AFS和DYC协调控制的车辆稳定性进行了仿真分析，得出了采用AFS与DYC协调策略控制下车辆具有很好的响应特征，能明显的改善车辆的操纵稳定性[2]。
中国汽车技术研究中心的武建勇等人对AFS与DYC集成控制提高车辆操纵稳定性进行了研究，提出了基于线性矩阵不等式方法(LMI)的鲁棒模型匹配控制器(R-MMC)底盘集成控制系统,优化了车辆的前轮主动转向补偿角和横摆控制力矩,研究结果表明集成控制能显著提高车辆的主动安全性和操纵稳定性，并且车身侧偏角滑模观测器无论在幅值还是在相位上都能准确、快速地跟踪它的实际值，获得满意的控制效果[9]。
1.3 国内外关于AFS的研究成果国外对主动前轮转向的研究早在上世纪60年代就开始了。
1969年，Kasselmann和Keranen提出了一种基于横摆角速度传感器的主动转向系[10]。
Ackermann在前人基础上进行了一定的研究实验。