基于CARSIM仿真的车辆弯道行驶特性研究

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汽车高速弯道急转向横向稳定性控制研究

汽车高速弯道急转向横向稳定性控制研究摘要：为了提高弯道路面高速行驶车辆的横向稳定性，文章提出了一种在ABS基础上，添加参数自适应模糊PID控制的模糊PID控制器的方法，运用MATLAB/Simulink软件建立了车辆整车模型，针对方向盘阶跃输入工况进行了仿真研究。

仿真结果表明，施加控制器的车辆，横摆角速度和前、后轮侧偏角的输出稳态值均得到了改善，有效地把车辆控制在稳定区域内，从而提高了车辆的横向稳定性。

关键词：横向稳定性；模糊PID控制；高速弯道根据有关部门调查显示，车辆在高速下失去稳定性已成为影响交通事故发生的众多因素之一。

当车辆在高速弯道上急转向等危险工况下行驶时，车辆极易失去稳定性。

国内、外学者对于车辆横向稳定性的控制进行了研究，如BOSCH 的DSC，丰田的VSC，BMW的DSC，通用的ESC，本田的VSA，现代的VSM，保时捷的PSM等系统，这种系统只改善了车辆普通工况下的车辆性能，对于极限工况下的车辆控制则效果不佳。

本文综合考虑车辆在高速弯道上的行驶状况，设计了自适应模糊PID控制器，将实际横摆角速度与参考的理论横摆角速度之间的差值以及差值的变化率作为控制器的输入变量，附加横摆力矩作为输出变量，将加有模糊PID控制器的车辆与仅ABS控制的车辆分别进行仿真，并将试验结果进行对比，结果表明：自适应模糊PID控制方法能有效地提高汽车高速弯道行驶的横向稳定性。

1整车模型的建立本文采用的整车模型为四轮车辆模型如图1所示，该模型包括8个自由度，分别为车辆的纵向运动、横向运动、横摆运动、车轮转角、四个车轮的转动。

其动力学方程为：m（-vω）=（Fx1+Fx2）cosδ-（Fy1+Fy2）sinδ+Fx3+Fx4m（-uω）=（Fx1+Fx2）sinδ-（Fy1+Fy2）c osδ+Fy3+Fy4Iz=（Fx2-Fx1+Fx4-Fx3）+A（Fy2+Fy1）-B（Fy4+Fy3）Ji=Mdi-Fxi·R-Mbi（i=1，…，4）（1）式（1）中：m为整车质量，kg；R为轮胎半径，cm；L为汽车轴距，m；C 为轮距，cm；a为汽车质心至前轴的距离，cm；b为汽车质心至后轴的距高，cm；V为汽车质心速度，ac；v是其在y轴上的速度分量，m/s；u是其在x轴上的速度分量，m/s；质心处侧偏角β=arctan；ω为汽车横摆角速度，ω；ωi为相应轮胎的转动角速度，ω；Iz为汽车绕轴的转动惯量，l；Ji为轮胎的转动惯量，J；Mdi 为差速器半轴上的输出扭矩，m；Mbi为轮胎受到的制动力矩，m。

三轴汽车转弯制动稳定性协调控制及硬件在环仿真研究

摘要汽车制动防抱死系统（ABS）和电子稳定程序（ESP）一直是汽车主动安全研究的热点，对二者的集成已成为汽车制动控制发展的必然趋势，通过对二者进行有效合理的协调，可以在缩短制动距离的同时，提高车辆的行驶的方向稳定性。

研究转弯制动工况下的稳定性协调控制对于提高汽车主动安全性，具有重要的理论意义和工程价值。

三轴车辆最大制动减速度远小于乘用车，在干路面上紧急制动距离长。

为了改善三轴汽车在直线和转弯制动工况下操纵稳定性并缩短制动距离，采用实车参数基于TruckSim动力学仿真软件建立了整车模型，分别设计了模糊PID控制、基于饱和函数的滑模控制和基于变指数趋近率的滑模控制等三种ABS控制器，对直线制动工况下三种控制器的控制效果进行了对比。

提出了一种轮胎侧偏刚度动态拟合方法，对线性二自由度车辆模型进行修正，通过模型预测控制方法设计了直接橫摆力矩控制控制器。

基于Dugoff轮胎模型建立补偿横摆力矩与车轮滑移率的关系式，并计算出滑移率的控制边界值。

在此基础上提出一种DYC/ABS协调控制策略。

通过TruckSim与MATLAB联合仿真，分析了不同车速、转弯半径下的车辆响应，提出了综合改善评价函数来评价汽车整体动力学性能。

研究表明，所设计的ABS控制器和协调控制器对改善汽车操纵稳定性效果显著，可达4%-35%。

由于重型气压制动系统商用车的配置参数差异大，单批次产量少，DYC/ABS 开发匹配中实车实验成本高、风险大，为了快速开发控制算法并标定控制阈值，针对三轴车辆搭建了气压制动硬件在环试验系统，并对所提出协调控制策略的有效性进行了硬件在环试验验证。

仿真和试验结果表明，所提出的协调控制策略在不同车速、转弯工况下均能改善车辆稳定性，减小侧向加速度、制动距离和制动时间。

因此，本文基于三轴汽车整车动力学模型提出的DYC/ABS协调控制策略，控制效果良好，并具有工况适应性，可为汽车稳定性研究提供理论借鉴。

关键词：重型汽车；稳定性控制；制动防抱死控制；协调控制；硬件在环试验IAbstractAutomotive Anti-lock Braking System (ABS) and Electronic Stability Program(ESP) have been a hot spot of vehicle active safety researches. The integration of both has become an inevitable trend in the development of automotive brake control. Though effective coordination, the braking distance can be shorten, and at the same time the vehicle’s directional stability can be increased. The research of coordinated control on both in the complex braking conditions is important to improve automotive active safety.Three-axle heavy vehicles have considerably lower maximum deceleration than passenger cars and take 40% more distance for emergency stops on dry road surfaces. In order to improve the handling stability and shorten the braking distance of three-axle vehicle under straight line braking and turning braking conditions, three kinds of ABS controllers are designed respectively. The control effects of three kinds of controllers under straight line braking conditions are compared clearly and in great detail. On this basis, an DYC/ABS coordinated control strategy is proposed. According to the parameters of the real vehicle, the whole vehicle model is established in TruckSim. Two kinds of ABS sliding mode controllers are designed by using saturation function and improved exponential approaching rate law respectively, aiming at reducing the flutter phenomenon caused by conventional sliding mode control structure. A dynamic fitting method of tire cornering stiffness is proposed to modify the linear two-degree-of-freedom vehicle model. A direct yaw moment control controller is designed by model predictive control method. Based on Dugoff tire model, the relationship between compensation yaw moment and wheel slip rate is established, and the control boundary value of wheel slip rate is calculated. Through the co-simulation of TruckSim and MATLAB, the vehicle response while braking under different speed and turning radius is analyzed.Because of the big wheelbase, heavy load, large deviation of configuration parameters, and low production in single batch of heavy trucks, developing andmatching of DYC/ABS coordinated control by field tests are usually costly and have high risks. Hence, the inevitable trend is to search for a method combining the configurable HIL equipment and system model so as to develop the control algorithms and calibrate the control thresholds rapidly and conveniently. A HIL test system for heavy trucks with pneumatic brake system is built to further validate the effectiveness and real-time performance of the proposed control scheme. The simulation and test results show that the proposed coordinated control strategy can improve vehicle stability, reduce lateral acceleration, braking distance and braking time under different speeds and turning conditions.Key words: Anti-lock Brake System, Electronic Stability Program, Integrated Control, Hardware-in-loop Test目录摘要 (I)Abstract (I)第一章绪论 ...................................................................................................... - 1 -1.1 研究背景与意义 ......................................................................................... - 1 - 1.2 车辆制动性与操纵稳定性协调控制研究现状 ......................................... - 3 -1.2.1 汽车动力学及控制研究现状 .............................................................. - 3 -1.2.2 集成控制研究现状 .............................................................................. - 4 -1.2.3 车辆系统协调控制研究发展趋势 ...................................................... - 5 - 1.3 本文研究内容 ............................................................................................. - 6 -第二章三轴汽车整车动力学建模及半主动悬架控制...................................... - 7 -2.1 TruckSim软件简介 .................................................................................... - 7 - 2.2 三轴汽车整车动力学模型 ......................................................................... - 9 -2.2.1 整车车体建模 ...................................................................................... - 9 -2.2.2 转向系统建模 .................................................................................... - 11 -2.2.3 轮胎建模 ............................................................................................ - 11 -2.2.4 悬架系统建模 .................................................................................... - 13 -2.2.5 制动系统建模 .................................................................................... - 14 -2.2.6 动力传动系统建模 ............................................................................ - 14 -2.2.7 空气动力学建模 ................................................................................ - 15 - 2.3 整车模型的验证 ....................................................................................... - 16 -2.3.1 制动性仿真 ........................................................................................ - 16 -2.3.2 双移线仿真 ........................................................................................ - 17 - 2.4 半主动悬架控制 ....................................................................................... - 19 -2.4.1 LQG控制器设计 ............................................................................... - 19 -2.4.2 仿真结果 ............................................................................................ - 19 - 2.5 本章小结 ................................................................................................... - 21 -第三章基于路面附着识别的ABS控制 .......................................................... - 22 --I3.1 ABS控制策略研究 .................................................................................. - 22 -3.1.1 模糊自整定PID控制器。

基于carsim的转向系统研究

Extending a VS Solver: A Steer Control Example
Mike Sayers, January 31, 2007
This technical memo shows by example how a VehicleSim (VS) vehicle model is extended to include an alternative steering controller.
The Steering Controller Defiteer angle will be: STEER_CTRL = (LAT_TRACK – ROAD_L(XPREVIEW, YPREVIEW)*GAIN_STR_CTRL (2)
where LAT_TRACK is the target lateral position relative to the road centerline,
IMP_STEER_SW REPLACE 0
(1)
Although the native equations in the VS solver include the effect of the imported steer, they do not define the angle. (After all, the whole purpose of the imported steer is to replace or modify the value already available in the native equations of the model.)
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quickly in either format by using the View button in the lower-right corner of the Run screen of a product such as CarSim.

基于Trucksim的载重汽车弯道侧翻仿真与分析

10.16638/ki.1671-7988.2018.21.031基于Trucksim的载重汽车弯道侧翻仿真与分析王瑢璇（长安大学，陕西西安710018）摘要：根据多体动力学软件Trucksim构建载重汽车模型，并根据仿真结果进行瞬态侧翻状态研究。

通过鱼钩工况实验，获得汽车的方向盘转角、侧向加速度、纵向速度、各轮胎垂直载荷、车辆偏离角、质心侧偏角、航向角等状态变量随时间的变化规律。

仿真结果可以准确的表达真实车辆的侧翻特性，为实车实验提供了参考。

关键词：Trucksim；载重汽车；侧翻；鱼钩工况中图分类号：U471.1 文献标识码：B 文章编号：1671-7988(2018)21-89-02Simulation and analysis on corner rollover of truck based on trucksimWang Rongxuan( Chang’an University, Shaanxi Xi’an 710018 )Abstract:According to the multi-body dynamics software Trucksim, the truck model is constructed and the transient rollover state is studied according to the simulation results. Through the experiment of fishhooks, the steering wheel angle, lateral acceleration, longitudinal velocity, tire vertical load, vehicle slip angle, centroid side angle, heading angle and other state variables were obtained. The simulation results can accurately express the rollover characteristics of the real vehicle, which provides a reference for the actual vehicle experiment.Keywords: Trucksim; Truck; Rollover; fishhookCLC NO.: U471.1 Document Code: B Article ID: 1671-7988(2018)21-89-02前言载重汽车对生产生活、社会发展与经济建设都有着不可替代的作用。

基于CarSim的汽车线控转向系统控制策略研究

分类号：U463.4单位代码：10433密级：学号：16402030031山东理工大学硕士学位论文基于CarSim的汽车线控转向系统控制策略研究Research on Control Strategy of Vehicle Steer-by-Wire SystemBased on CarSim研究生：冯晓志指导教师：石沛林副教授申请学位门类级别：工学硕士学科专业名称：车辆工程研究方向：汽车电子技术论文完成日期： 2019年4月13日独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。

尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得山东理工大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。

与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。

研究生签名：时间：年月日关于论文使用授权的说明本人完全了解山东理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅；学校可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。

(保密的学位论文在解密后应遵守此协议)研究生签名：时间：年月日导师签名：时间：年月日摘要与传统转向系统相比，线控转向系统在结构上取消了方向盘与转向器之间的机械连接，完全由电控系统来代替，使得转向传动比可以自由设计，便于汽车转向系统与其他主动安全控制系统进行集成，从而有利于提高汽车行驶时的操纵稳定性，对汽车驾驶舒适性以及主动安全性的研究具有重要意义。

但目前，国内外对线控转向传动比的设计还没有一个统一的标准，车辆稳定性控制策略也在不断优化设计中，针对这一现状，论文主要对线控转向系统的理想转向传动比设计以及汽车行驶稳定性的主动转向控制策略进行研究。

主要研究内容如下：1、详细分析了线控转向系统的结构及工作原理，确立线控转向系统动力学微分方程。

基于CarSim的线控转向汽车建模与仿真研究_石晶1_王冠一1_李刚1_王铁超1

Modeling and Simulation of Steering-by-wire Vehicle Based on CarSim
SHI Jing1, WANG Guan-yi1, LI Gang1, WANG Tie-chao1, ZHAO Zhi-qiang2
（1. Automobile & Transportation Engineering College, Liaoning University of Technology, Jinzhou 121001, China; 2.Zunhua Transport Department, Zunha,064200, China）
转向盘总成
转向盘减速器转角传感器扭矩传感器路感电机电流传感器
电机及减速机构的摩擦，φ 为每极的磁通量，n 为电枢绕组匝数，a 为电枢绕组支路数，Kt 为电机的转矩系数，Vt 为电机电压，r 为电枢电阻，L 为电枢电感，Ka 为电动势系数。 1.3 转向执行机构建模转向执行电机由两部分组成，分别是电机和减速机构。考虑到转向执行总成具有转向电机转角、齿条位移和前轮转角这三个自由度，分别对其进行动力学分析，建立转向执行电机、齿轮齿条组件以及左右前轮组件动力学模型。转向执行电机自身存在转动惯量和阻尼，而且工作过程中需要经过减速机构的作用对外输出转矩，从而实现转向意图，其动力学和电学平衡方程可以分别表示为：
. .
式中: Mr 为转向器质量，Xr 为齿条位移，ζr 为转向器阻尼系数，Tp 为转向器阻力矩，r 为齿轮半径。本文选用车型为前轮驱动汽车，其左、右前轮通过齿轮齿条的输出力矩的控制实现转向。其动力学方程为：
式中：δm 为路感电机转角，I 为路感电机减速器的减速比，Tm 为路感电机的输出转矩，Jm 为路感电机的转动惯量，Bm 为路感电机的阻尼系数，fm 为路感

基于SVM的弯道行车安全辨识

总754期第二十期2021年7月河南科技Henan Science and Technology基于SVM的弯道行车安全辨识胡婧晖宇仁德王道意崔淑艳朱燕华闫兴奎（山东理工大学交通与车辆工程学院，山东淄博255049）摘要：车辆运行安全状态辨识能够很好地提前规避风险，在弯道这样事故多发的路形上显得尤为重要。

通过ADAMS软件仿真车速、弯道半径、超高对车辆过弯行驶状态的影响并进行预处理，形成辨识模型的训练集，再分别用网格搜索法、遗传算法、粒子群算法对支持向量机（Support Vector Machines，SVM）模型进行优化，建立安全状态辨识模型。

试验结果表明，优化后的SVM模型可以有效辨识出弯道行驶安全状态，识别率超过90%。

关键词：弯道行车安全性；支持向量机；辨识中图分类号：U463.6文献标识码：A文章编号：1003-5168（2021）20-0009-04 Safety Identification of Curved Road Based on SVMHU Jinghui YU Rende WANG Daoyi CUI Shuyan ZHU Yanhua YAN Xingkui （School of Transportation and Vehicle Engineering,Shandong University of Technology,Zibo Shandong255049）Abstract:The identification of the safe state of vehicle operation can avoid risks well in advance,which is particular⁃ly important in the shape of roads with frequent accidents such as curves.The ADAMS software is used to simulate the influence of vehicle speed,curve radius,and superelevation on the vehicle's cornering driving state and carry out preprocessing,the training set of the identification model is formed,and the SVM model is optimized by the grid search method,genetic algorithm,and particle swarm algorithm to establish a safety state identification model.Exper⁃imental results show that the optimized SVM model can effectively identify the safe state of cornering,with a recogni⁃tion rate of over90%.Keywords:traffic safety on curved roads；support vector machine；identification近年来，公路里程数以及汽车的保有量急速增长，虽然道路修建技术、车辆驾驶性能以及交通安全设施逐步优化，使交通安全问题得到一定缓解，但道路交通事故率依旧呈上升趋势。

基于CarSim的车辆自适应巡航仿真与试验研究

基于CarSim的车辆自适应巡航仿真与试验研究作者：李径亮夏汤忠陆志成刘昭度来源：《汽车科技》2013年第02期摘要：利用CarSim/Simulink联合仿真方法建立了某试验样车的车辆动力学仿真模型，通过对标试验验证了仿真模型与样车的一致性；基于验证后的仿真模型设计并开发了自适应巡航仿真控制器并进行了车辆自适应巡航仿真试验；将仿真控制器移植到自主研发的车辆自适应巡航电控系统并进行实车试验并取得初步效果。

关键词：车辆；自适应巡航；仿真；CarSim；试验中图分类号：TP273.2 文献标志码：A 文章编号：1005-2550（2013）02-0046-05车辆自适应巡航控制系统（Adaptive Cruise Control system，下简称ACC）是一种被广泛研究且具有广阔前景的车辆主动安全装置。

一般认为ACC是一种增强驾乘舒适性的电控装置，其原理是利用激光/毫米波雷达、摄像头等传感器对相同车道内前方目标进行检测，通过电控系统自主地对发动机及制动系统的联合控制实现安全车距保持功能[1，2]。

ACC有助于缓解驾驶员的驾驶疲劳感，现已经越来越多被应用于国内外中高档轿车上。

在ACC系统开发过程中，涉及的关键技术主要包括：①车辆状态测量（轮速、质心加速度、横摆角速度等）；②目标检测与跟踪（基于雷达或摄像头的目标检测与跟踪）；③ACC 核心控制算法的开发；④发动机、制动系统的通讯与控制等。

利用CAE软件辅助开发与设计能显著提高ACC装置开发效率，尤其在ACC核心控制算法开发过程中，CAE软件辅助开发具有结果直观、开发周期短、成本低廉等显著优势。

CarSim是一种专业的车辆动力学仿真软件，能准确模拟车辆对驾驶员操作行为、空气动力学以及路面激励的响应。

在车辆操纵稳定性、平顺性、燃料经济性、动力性等领域有广泛应用[3]。

其优势体现在能方便的模拟各种复杂路面几何形式及峰值附着特性、模拟复杂的驾驶员操作行为和试验工况、通过简单的系统定义输出复杂的多刚体机械结构动力学模型等。

毕业设计(论文)-基于CARSIM的汽车操纵性研究

机械工程学院毕业设计题目：基于CARSIM的汽车操纵性研究专业：车辆工程班级：12卓越姓名：学号：指导教师：日期：2016.05.20目录摘要 (1)引言 (1)1意义及现状分析 (1)1.1意义 (1)1.2 CARSIM软件的现状分析 (2)2 CARSIM软件介绍 (2)2.1图形化数据库 (2)2.2数学模型求解器 (2)2.3仿真结果后处理 (3)3汽车操纵稳定性的评价 (3)3.1车辆操纵性性评价的基本概念 (3)3.2主观评价和客观评价 (4)3.2.1主观评价汽车操纵性 (4)3.2.2客观评价汽车操稳性 (4)4 CARSIM整车模型的建立及车辆模型系统介绍 (5)4.1车体（Sprung Mass from Whole Vehicle) (6)4.2轮胎（Tires) (7)4.3转向系统(Steering System) (8)4.3.1转向系统介绍： (9)4.3.2 CARSIM转向系模型 (9)4.4悬架系统（Suspension) (10)4.4.1独立悬架运动学特性（Independent Suspension kinematics) (10)4.4.2独立悬架弹性运动学特性（Independent Suspension Compliance) (11)4.5传动系（Power train) (12)4.6制动系（Brakes) (13)5 CARSIM操纵性仿真分析 (15)5.1 CARSIM速度仿真研究 (15)5.2 CARSIM簧载质量仿真研究 (18)5.3 CARSIM悬架刚度仿真研究 (20)5.4 CARSIM不同驱动方式仿真研究 (22)5.5 CARSIM不同轮胎结构仿真研究 (24)6总结 (25)致谢 (27)参考文献 (28)Abstract (29)基于CARSIM的汽车操纵性研究摘要：此论文讲述了汽车在不同速度、簧载质量、悬架刚度、阻尼系数等各种条件下汽车的操纵性状况，并以此分析影响汽车操纵性的各种因素，综合对比得出最佳操纵性参数，根据汽车在不同参数条件下的行驶特点，运用CARSIM仿真软件的汽车动力学模型，并进行建模分析，最后对汽车的操纵性进行曲线和动画仿真研究，比较各种参数下的曲线和动画优缺点，最终得出合理结论。

基于CarSim的FSC赛车建模与操纵稳定性仿真研究

基于CarSim的FSC赛车建模与操纵稳定性仿真研究贾丽娟，李刚，韩忠浩(辽宁工业大学汽车与交通工程学院，锦州 121001)摘要：针对FSC赛车开发过程中的操纵稳定性分析，论文基于车辆系统动力学仿真软件CarSim进行建模与仿真研究。

应用CarSim建立了包含车体、轮胎、转向系统、悬架系统、制动系统及传动系统的FSC赛车整车动力学模型，并应用3D软件绘制三维车身、尾翼和发动机模型导入到CarSim中实现整车动画仿真。

在CarSim中按照比赛要求设置方向盘角阶跃输入转向瞬态响应试验工况和蛇形试验工况进行FSC赛车操纵稳定性仿真分析。

仿真结果表明：开发的FSC赛车具有良好的操纵稳定性。

关键词：FSC赛车；CarSim；操纵稳定性；建模；仿真Study On Modeling and Simulation of Handling and Stabilityfor FSC Racing Car Based on CarSimJia Li-juan,Li Gang,Han Zhong-hao(College of Automobile and Traffic Engineering, Liaoning University of Technology,JinzhouLiaoning 121001, China)Abstract: For the analysis of handling and stability,modeling and simulation of FSC racing car based on dynamics simulation software CarSim were studied.The car body model,tire model,steering system model, suspension system model, brake system model and driveline model were built in the CarSim.The three-dimensional body, tail and engine models were built by 3D software and import to CarSim for animated simulation.The steering step input transient response test and snake test were set in the CarSim according to the raceing requirements.The simulation results showed that the FSC racing developing had good handling and stability.Key words: FSC racing car; CarSim; handling stability; modeling; simulation1 前言中国大学生方程式汽车大赛(简称“中国FSC”)是由中国汽车工程学会发起的、全国具有汽车工程专业高校学生参与的国家级大学生汽车专业赛事[1]。

基于心理场理论的高速公路弯道路段车辆跟驰建模与仿真

基于心理场理论的高速公路弯道路段车辆跟驰建模与仿真陈康;游峰;李耀华【摘要】弯道是高速公路的事故频发路段,是道路交通安全与交通控制仿真领域研究的热点问题.通过引入时间距离概念,基于心理场理论构建驾驶员心理场等势线,设计了驾驶人的高速公路弯道路段心理模型框架.提出改进车头间距的优化策略,以提高该类工况下车辆跟驰模型的自抗干扰能力.基于CarSim和Matlab进行了系统建模和数字仿真.结果表明,考虑驾驶员心理场效应后,弯道路段车辆跟驰模型具有更好的鲁棒性,车辆速度、加速度及车间距变化更加平顺.【期刊名称】《交通信息与安全》【年(卷),期】2016(034)006【总页数】6页(P77-82)【关键词】交通安全;车辆跟驰;高速公路;弯道路段;心理场理论【作者】陈康;游峰;李耀华【作者单位】华南理工大学土木与交通学院广州510640;华南理工大学土木与交通学院广州510640;华南理工大学土木与交通学院广州510640【正文语种】中文【中图分类】U491.2+54在高速公路弯道路段上，由于线性设计的特殊性，曲率半径较小，车辆跟驰行驶速度较快，并且驾驶员视距不良，是事故潜在高发路段。

据交通事故统计调查表明，1次死亡10人以上特大交通事故中，与弯道相关的事故数占到总事故数的50%[1]，如何提高弯道路段行驶安全已成为亟待解决的交通安全问题。

车辆跟驰是弯道路段的一个常见驾驶行为，其研究在限制超车的单车道上，行驶车队中前车速度的变化引起的后车反应，并用数学模型表达跟驰过程中发生的各种状态[2]。

比如，Chandler等[3]基于刺激-反应的模式提出了GM(general model)模型的原型，建立了跟驰车加速度与前后相对速度之间的关系模型，Gazis[4]进一步提出GM模型一般表达式，使之成为经典跟驰模型。

Bando等[5]提出OV(optimal velocity)模型通过速度差的反馈能够适用交通失稳、阻塞演化等非线性交通现象。

基于MatlabSimulink的四轮转向汽车操纵动力学仿真分析资料

武汉理工大学课程论文基于Matlab/Simulink的四轮转向汽车操纵动力学仿真分析课程：汽车动力学学院（系）：汽车工程学院专业班级：汽研学号：学生姓名：任课教师：乔维高基于Matlab/Simulink 的四轮转向汽车操纵动力学仿真分析摘要：本文分析了四轮转向(4WS)汽车的运动特性，建立了三自由度四轮转向汽车动力学模型，并基于Matlab /Simulink 对四轮转向汽车的操纵动力学进行仿真分析，结果表明四轮转向汽车的操纵性能要优于前轮转向汽车。

关键词：汽车，四轮转向，操纵动力学，仿真分析Simulation for the Handling Dynamics of Four-wheelSteering Vehicle Based on Matlab/SimulinkAbstract: In this paper, the motion characteristics of four-wheel steering (4WS)vehicle are analyzed. The three degrees of freedom simulation analysis of four-wheel steering vehicle dynamics model is established. The simulation for the handling dynamics of four-wheel steering vehicle based on Matlab / Simulink is done, and the results show that the handling performance of four-wheel steering vehicle is better than the front wheel steering vehicle.Key words: vehicle, four-wheel steering, handling dynamics, simulation 1 引言早期的汽车均采用前轮转向方式，但传统的前轮转向汽车具有低速时有低速时转向响应慢，回转半径大，转向不灵活；高速时方向稳定性差等缺点。

《基于CarSim和Simulink的四轮转向汽车控制策略及其稳定性的研究》范文

《基于CarSim和Simulink的四轮转向汽车控制策略及其稳定性的研究》篇一一、引言随着汽车工业的快速发展，四轮转向技术因其能够提高车辆的操控性能和稳定性而受到广泛关注。

本研究旨在探讨基于CarSim和Simulink的四轮转向汽车控制策略及其稳定性。

首先，我们将简要介绍CarSim和Simulink软件在汽车仿真中的应用，然后详细阐述四轮转向汽车控制策略的研究背景、目的及意义。

二、CarSim和Simulink在汽车仿真中的应用CarSim和Simulink是两款广泛应用于汽车仿真研究的软件。

CarSim主要用于车辆动力学仿真，可以模拟车辆在不同路况、不同速度下的行驶情况。

Simulink则是一款基于MATLAB/Simulink 平台的仿真工具，可以用于建立复杂的控制系统模型，并进行仿真分析。

两款软件在汽车研发过程中，分别承担着车辆性能预测和控制策略优化的重要任务。

三、四轮转向汽车控制策略研究四轮转向汽车控制策略的核心在于如何实现四个车轮的协调转向，以提高车辆的操控性能和稳定性。

本研究将重点探讨以下控制策略：1. 传统控制策略：包括前轮转向控制和后轮转向控制。

前轮转向控制主要关注车辆的稳定性和操控性，而后轮转向控制则主要关注车辆的侧倾稳定性和高速行驶稳定性。

2. 智能控制策略：包括模糊控制、神经网络控制和基于优化算法的控制等。

这些智能控制策略能够根据车辆的实际运行状态，实时调整四个车轮的转向角度，以实现最优的操控性能和稳定性。

四、基于CarSim和Simulink的仿真分析本研究将利用CarSim和Simulink两款软件，对四轮转向汽车的控制策略进行仿真分析。

具体步骤如下：1. 在CarSim中建立四轮转向汽车的动力学模型，并设置仿真参数。

2. 在Simulink中建立四轮转向汽车的控制策略模型，包括传统控制和智能控制两种策略。

3. 将CarSim和Simulink两个模型进行联合仿真，分析不同控制策略对车辆操控性能和稳定性的影响。

《基于CarSim和Simulink的四轮转向汽车控制策略及其稳定性的研究》

《基于CarSim和Simulink的四轮转向汽车控制策略及其稳定性的研究》一、引言随着汽车工业的快速发展，四轮转向技术因其出色的操控性能和稳定性已成为现代汽车的重要特征之一。

为了深入研究四轮转向汽车的控制策略及其稳定性，本文将基于CarSim和Simulink 两款仿真软件进行相关研究。

首先，我们将对四轮转向技术进行概述，并阐述CarSim和Simulink在汽车仿真研究中的应用。

二、四轮转向技术概述四轮转向技术，即四轮均具备转向功能的汽车技术，能够显著提高车辆的操控性能和稳定性。

相比传统的两轮转向系统，四轮转向系统能够更好地适应不同路况和驾驶需求，提高车辆的灵活性和响应速度。

然而，四轮转向汽车的控制系统设计复杂，需要深入研究其控制策略和稳定性。

三、CarSim和Simulink在汽车仿真研究中的应用CarSim是一款功能强大的汽车仿真软件，可对汽车的动力性、制动性、操控性等进行仿真分析。

Simulink则是MATLAB的一个模块，具有强大的建模和仿真功能，可实现复杂的控制系统仿真。

两款软件在汽车研发中广泛应用，本文将基于这两款软件对四轮转向汽车的控制策略和稳定性进行研究。

四、四轮转向汽车控制策略研究1. 控制器设计：根据四轮转向汽车的特性，设计合适的控制器。

控制器应具备较高的响应速度和稳定性，能够根据驾驶需求和路况自动调整转向角度。

2. 控制算法选择：选择合适的控制算法是实现四轮转向汽车控制策略的关键。

常用的控制算法包括PID控制、模糊控制、神经网络控制等。

本文将对比不同算法在四轮转向汽车控制中的效果，选择最合适的算法。

3. 控制器实现：将选定的控制算法在CarSim和Simulink中进行实现，通过仿真分析验证控制策略的有效性。

五、四轮转向汽车稳定性研究1. 稳定性分析：通过CarSim和Simulink对四轮转向汽车的稳定性进行分析。

主要考虑车辆在不同路况、不同速度下的操控性能和稳定性，以及在突发情况下的响应能力。

基于CarSim的电动助力转向系统仿真与硬件在环验证

基于CarSim的电动助力转向系统仿真与硬件在环验证一、本文概述随着汽车工业的快速发展，电动助力转向系统（Electric Power Steering, EPS）已成为现代车辆的重要组成部分。

EPS系统不仅提高了驾驶的便捷性和舒适性，同时也对车辆的操纵稳定性和安全性起着至关重要的作用。

然而，EPS系统的设计和优化面临着众多挑战，包括系统性能的优化、安全性的保障以及成本的控制等。

因此，对EPS系统进行精确而高效的仿真分析以及硬件在环验证成为了研究和开发过程中的关键步骤。

本文旨在介绍基于CarSim的电动助力转向系统仿真与硬件在环验证的研究方法和技术。

本文将概述EPS系统的基本原理和结构，以及其在车辆动力学中的作用。

本文将详细介绍CarSim仿真软件在EPS 系统仿真中的应用，包括建模过程、仿真参数设置以及仿真结果的分析和处理。

接着，本文将探讨硬件在环验证的重要性，以及如何在CarSim环境中实现硬件在环验证。

本文将通过实例分析，展示基于CarSim的EPS系统仿真与硬件在环验证的实际应用效果，为EPS系统的设计和优化提供有效的技术支持。

通过本文的研究，旨在为EPS系统的研究者和工程师提供一种基于CarSim的仿真与硬件在环验证的方法论，以提高EPS系统的开发效率和性能优化，为现代汽车工业的发展做出贡献。

二、EPS系统原理及CarSim仿真建模电动助力转向系统（EPS，Electric Power Steering）是一种先进的汽车转向系统，旨在通过电机提供辅助转向力矩，以提高驾驶的舒适性和安全性。

EPS系统主要由转向传感器、车速传感器、电机、电子控制单元（ECU）等组成。

当驾驶员转动方向盘时，转向传感器检测方向盘的转角和转速，车速传感器则检测车辆的速度。

这些信息被传递给ECU，ECU根据预设的控制策略计算出所需的辅助转向力矩，并控制电机产生该力矩，从而帮助驾驶员更轻松、更稳定地驾驶汽车。

为了对EPS系统进行仿真分析，我们采用了CarSim软件。

基于Carsim和Simulink的超车换道仿真分析

基于Carsim和Simulink的超车换道仿真分析徐磊;彭金栓【摘要】超车是换道的主要动机,分析超车过程中驾驶员的操作特性以及车辆运动状态,能够为驾驶员模型的精确控制提供参考.在分析各种可能换道的基础上,构建动态超车换道可行域.以7次多项式规划换道边界轨迹,依据期望跟车距离确定可行域的上边界,根据安全碰撞条件确定可行域的下边界;并依据两车的运动关系确定超车换道条件.预设超车换道轨迹,在Simulink中构建驾驶员模型;并将Carsim中车辆模型导入,进行了超车换道模型仿真分析.对超车过程中车辆参数进行对比分析.结果表明:超车过程中驾驶员一般会提高车速,但加速强度不大;且低速时换道的随意性大,但与设定轨迹偏离程度较小.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2014(014)029【总页数】4页(P300-303)【关键词】超车;换道;期望轨迹;可行换道域;驾驶员模型【作者】徐磊;彭金栓【作者单位】重庆交通大学交通运输学院,重庆400074;西安科技大学管理学院,西安710064;重庆交通大学交通运输学院,重庆400074【正文语种】中文【中图分类】U491.255;TP206当前车辆行驶速度无法满足驾驶员期望值时，驾驶员会通过变道、加减速来满足自己的驾驶需求。

超车作为换道的主要动机之一，超车换道既有换道共性，又区别于一般性换道。

超车换道是车辆在加速情况下完成的，受前方跟驰车辆影响，超车换道的危险性明显高于一般随意性换道。

超车换道一般在跟驰一段距离后发生。

Chao Wang［1］利用简单跟车理论来研究换道行为的有效性，该跟车理论假定距离与车速之间存在线性关系;并认为其他科研人员通过交通流研究速度波动，早期研究成果没有明确证实距离与车速之间相关性，且认为前人研究发现Newell 理论［2］对频繁换道是失效的，但并未给出更细致的分析。

为此，其利用拥挤交通环境下的频繁换道轨迹数据来研究距离与车速之间关系。

《基于CarSim和Simulink的四轮转向汽车控制策略及其稳定性的研究》范文

《基于CarSim和Simulink的四轮转向汽车控制策略及其稳定性的研究》篇一一、引言随着汽车工业的快速发展，四轮转向技术已成为现代汽车研发的重要方向之一。

四轮转向系统通过控制前后轮的转向角度，可以提高汽车的操控性能和稳定性。

然而，如何设计有效的控制策略以实现四轮转向汽车的稳定性和操控性，是当前研究的热点问题。

本文将基于CarSim和Simulink软件，对四轮转向汽车的控制策略及其稳定性进行研究。

二、CarSim与Simulink软件介绍CarSim是一款专业的汽车仿真软件，可以模拟汽车在各种道路条件下的行驶情况。

Simulink是MATLAB旗下的一个工程仿真软件，可以用于建立复杂的动态系统模型，并进行仿真分析。

将CarSim和Simulink结合起来，可以实现对四轮转向汽车的建模、仿真和分析。

三、四轮转向汽车控制策略设计1. 控制策略的目标和原则四轮转向汽车的控制策略旨在提高汽车的操控性能和稳定性。

在设计控制策略时，应遵循以下原则：确保汽车的稳定性和操控性；提高汽车的响应速度和跟踪精度；降低能耗。

2. 控制策略的设计根据四轮转向汽车的特点，可以采用以下控制策略：（1）基于驾驶员意图的控制策略：通过分析驾驶员的驾驶意图，计算出前后轮的转向角度，使汽车能够按照驾驶员的意图进行行驶。

（2）基于模型预测的控制策略：通过建立汽车的动态模型，预测汽车在未来时刻的状态，并计算出最优的转向角度，使汽车能够稳定地行驶。

（3）智能控制策略：利用人工智能技术，如神经网络、模糊控制等，对四轮转向汽车进行智能控制，提高汽车的自适应能力和智能化水平。

四、基于CarSim和Simulink的仿真分析1. 建模与仿真利用CarSim和Simulink软件，建立四轮转向汽车的模型，并进行仿真分析。

在建模过程中，需要考虑汽车的动态特性、转向系统、悬挂系统等因素。

通过仿真分析，可以得出不同控制策略下汽车的操控性能和稳定性。

2. 结果分析通过对仿真结果的分析，可以得出以下结论：（1）基于驾驶员意图的控制策略可以提高汽车的响应速度和跟踪精度，但可能存在稳定性问题。

simulink仿真火星漫游车转向控制实验报告

simulink仿真火星漫游车转向控制实验报告
实验内容：
1.设计火星漫游车的转向控制系统模型；
2.在Simulink中建立模型并进行仿真；
3.分析仿真结果，优化控制系统性能。

实验步骤：
1.设计火星漫游车的转向控制系统模型。

该模型包括方向盘、电机控制器和传感器等组件。

其中，方向盘用于控制车辆的方向，电机控制器用于控制车辆的速度和转向角度，传感器用于检测车辆的位置和姿态。

2.在Simulink中建立模型并进行仿真。

首先，将各个组件连接起来，形成一个完整的系统模型。

然后，设置仿真参数，如时间步长、仿真时间等。

最后，运行仿真，观察车辆的运动轨迹和转向角度变化情况。

3.分析仿真结果，优化控制系统性能。

根据仿真结果，分析车辆的运动状态和转向角度变化情况，找出系统中存在的问题和不足之处。

然后，对控制系统进行优化，如调整电机控制器的参数、增加传感器的数量等，以提高系统的稳定性和精度。

实验结果：
经过仿真实验，我们得到了以下结果：
1.车辆在转向时，转向角度随着方向盘的转动而变化；
2.车辆的速度和加速度受到电机控制器的影响；
3.传感器可以准确地检测车辆的位置和姿态，保证了系统的稳定性和精度。

通过分析仿真结果，我们发现系统中存在一些问题和不足之处，如电机控制器的响应速度较慢、传感器的数量不够等。

为了提高系统的性能，我们进行了相应的优化措施，如增加电机控制器的带宽、增加传感器的数量等。

最终，我们成功地实现了火星漫游车的转向控制。