汽车抗干扰性仿真分析

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试验以汽车直线行驶速度 lOm h为例 ,方向盘的力感是 Ok / 此时驾驶员最主要关 注的。 因此在方向盘上施加方向盘力矩干扰 输入 , 如图 2所示。 通过仿真分析对比车辆在有无静摩擦时, 车辆
抵 抗 微小 转 向干 扰 输 入的 能 力 。
0. O4





【 摘
要】 利用机械 系统动力学软件 A A S a 建立 了整车虚拟样机模型,其 中转向系统考虑 了 D M/r C
静摩擦环节 , 动力学系统嵌入 了面向结构的差速器模型, 在结构上保证 了左右车轮的相互协调。对整车
模型进行典型工况仿真分析 , 结果表 明引入静摩擦后 , 汽车能够抵抗驾驶 员的微 小转向干扰输入 ; 受到 路面不平干扰和左右车轮有转速差异时, 驾驶 员操纵方向盘 自由和固定状态的曲线比较说明, 两侧车轮 的耦合能减小侧向偏移距 离, 整车仍然具备 良 好的线路保持性, 使车辆具备了良 好稳定性。
关键词 : 抗干扰性 ; 仿真; 线路保持性 ; D Msc r A A /a
【 bt c】 iul r o p oe o h l w s u t yt s o ehn a s t ya c A s at A v t o t e dlfv ie a bi b eue fm cai l y e d n s r r ap ty m e c l h c sm mi
异, 体现在模型直线行驶抗 干扰性较差 , 微小的干扰就会造成模 型的跑偏等方面[ 正是针对这些问题进行研究 , 6 1 。 结合对影响稳定 性关键环节的阐述 , 进行相应工况 的仿真分析 , 验证模 型的有效
性和可信度 。
图 1整车动力学模型
3直线线路保持性的干扰 因素
车辆在正常行驶工况下 , 由于不确定因素的影响 , 会产生不 同的微小干扰 。依靠 自身的抗干扰能力 , 实车并不会产生某些不
机 械 设 计 与 制 造
21 6
Ma hn r De in c iey s g
ຫໍສະໝຸດ Baidu

Ma ua t r n fcu e
第7 期 21 0 2年 7月
文章编号 :0 1 3 9 ( 02 0 — 2 6 0 10 — 9 7 2 1 )7 0 1— 3
汽车抗干扰性仿真分析 木
王 南 王 晶 卢 军广 李 伟 李鹏 飞 (河北工程大学 机电学院, ’ 邯郸 06 3 )(中煤邯郸设计工程有限责任公司, 50 8 2 邯郸 06 3 ) 50 8 Si lt no hceAniit r r n e P r ma c mua i f o Ve il t. e e e c e or n e .n f f
1 0
时 间 (e ) se
图 5横摆角速度
仿真结果 , 如图 3 图 5 ~ 所示 。通过仿真结果可以看 出, 向 转 系统无静摩擦时 , 方向盘在零转角附近 , 微小的转 向干扰输入就 会影 响到车辆 的波动, 这与实际情况不符 。在转 向系统嵌入 了静
摩擦环节后 , 车轮转角、 侧向加速度 、 横摆 角速度几乎没有变化 , 使整车具备了抵抗方向盘微小于扰输入的能力 , 引入静摩擦环节
S tteA A /a, hc es t r tni cniee ntes eigss m adtedfrni owl D MSCri w i t tifii os rdi h t r yt h ieet f l ' n h h ac co s d e n e n f l a
Ke o d : t I tre e c ro m a c ; i lt n Li eKe pn ro m a c ; yW r s An i n e fr n ePe f r n e S mu al ; n e i gPe r n e ADAM SCa o f / r
中 图分 类号 :H1 , 4 文献 标识码 : T 6U 6 A
p vm n os ot n ertesedbtenl t n i t he iestecm ai ncr ¥o ae ets t m ohadt oa e e e f adr h eldfr, o pr o uy f in h t p w e g w s f h s e
r ea d e a t t r gw e l cnr l yC di r o t h e opi uete fe n fx ds eo es ei h e o t l db a r e hw ta w el cu l gc nrd c h i t fh e n t s oe r v s h s n a e l ea o st i a c , ecrs etrnl eke ig e om  ̄ ea ds bly t l f s n h a r fe d t e t a t n epn p r r ib e i i fo a it. n t i
有 一定 的抗 干扰 性 。
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时 间 (e ) sc
方向盘在 中间位置时车辆不会过于灵敏 ,因此驾驶员无需
图 2方 向盘力矩
00 .加 00l . 6 oo 2 .1
不断修正方向盘。车辆在高速直线行驶的过程 中, 微小的方 向盘 力矩波动不会 引起车轮绕主销 的转动, 使车辆具备 了抵抗驾驶员
产生的抗干扰效果与实际情况相符 。
在 车辆转向系统 中,摩擦是影响车辆行驶过程中稳定性的 关键 因素 ,其静动摩擦效应是车辆具备 良好线路保持性 的保证 ,
当无静摩擦环节时 , 驾驶员将很难驾驭行驶 的车辆 , 觉汽车方 感
向“ 发飘”正是由于静摩擦力的存在才使得车辆在行驶 过程 中具 ,
o ef r h t cue s mb d e d nmi ss m, h hes rdc - ria o b t e n m d lo es u tr i e e ddi ya c yt w i nue o odn i e enteZ a d t r n l a e c t n w h r h hes ns u tr.h ntem d lft e i ei a a zdb mua n s y i eai n i i t el i t cueT e e o h v hc nl e ys l igi pc o rt gc d — g w r ho e l s y i t tt a p l n o t n.h eut s o a a a s t r e n tei iub c n u i t if t n Wh nte i sT ersl hw tt c r n r i i r iys r gds ra ei t t s t ci ; e o s h c esdv t e n t n p w h ac i o h
1 引言
随着 车速的提高 , 汽车 的操纵稳 定性l l 1 日益受 到人们 的重 视。汽车的操纵稳定性包含了相互联系的两个部分 :1操纵性 , () 指按驾驶员的意愿修正汽车行驶方向的性能 ;2稳定性 , () 指汽车 在受到路 面不平 、侧风等外部干扰后恢复原来运动状态的能力 ,
稳定性的好坏直接影响到操纵性的好坏I1以往关于车辆稳定性 2。 - 3 的研 究大都从车辆 的主动性能上来保证 ,主要体 现为 以下两方 面: 车辆具 备适 当的不足转向特性 以有效维持车辆的稳 定行 可 驶; 通过设计合理的悬架运动学和弹性运动学特性进行前轮 的前
第7 期
王 南等: 汽车抗干扰性仿真分析
OO .6
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车辆在主性能上具有较好 的一致性 ,但汽车转 向动态过程 中, 由 于缺乏对一些精细环节的描述, 导致了车辆模型的 自身抗干扰能 力反 映不够准确 , 仿真逼真度下 降, 在微小干扰下出现仿真 的结 果与实际车辆的响应不符 的现象 。由于车辆在制造过程 中, 误差
( n a ei n ier gC iaol o,t, a d n0 6 3 ,hn ) 2 d nD s nE gne n hnc a C . d H n a 5 0 8 C ia Ha g i L
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存在不可避免 , 其中包括前轴后轴 的不平行和左右结构的不对称 等。因此, 干扰汽车直线线路保持性的因素主要有驾驶员的微小 转 向干扰输入 , 不平路面干扰 , 左右车轮转速差等。
餐0 . O 0
鐾o -2 0

4仿真分析
41抵抗 微小转 向干扰输入 .
后将上述子系统进行组装构建成一部整车虚拟样机模型 , 如图 1
所示
束控制 , 满足车辆稳定性行驶的要求。
但是 由于在车辆动力学模型1 5 1 中缺乏对转向系统 中的摩擦
环节 的描述 , 使得模型的仿真结果尽管在稳态性能上与实际车辆
有较好 的一致性 ,在动态过程方面却 与实际车辆存在一定 的差
WA G N nWAN n , UJ n g a gL iL eg fi N a 。 G j g L —u n ,I i u We,I n —e P
( ol eo e h n a adEetc l n ier g H b i n es yo n ier g H n a 5 0 8 C ia ‘ l g f c a i l n l r a E g e n , e e U i r t f g ei , a d n0 6 3 , hn ) C e M c ci n i v i E n n
提供了 良好 的建模环境 , 通过标准模 式 , 利用已有的子 系统模板
建立各子系统 , 其中转 向系统采用齿 轮齿条式 , 向球头销处建 转
立了静动摩擦分离模型 ,前后悬架 系统采用双横臂独立悬架 , 车
身系统简化成一个刚体 , 使用一个质量中心模型 , 动力系统模 型 采用面向结构 的动力传动系 ,前后轮胎模型参照已有子系统模 型。 建立各子系统 以后 , 根据汽车的一些实际数据参数进行修改 , 其 中包括质量参数 、 运动学几何定位参数和力学特性参数等。最
2建立整车动力学模型

利用 A A /a 建立了整车的虚拟样机模型。A A SC r 良反应 , D MSC r D M /a 还会维持原有的行驶路线 。尽管车辆动力学模型与实际
k来稿 日期 :0 10 — 3 ★基金项 目: 2 1- 9 1 国家 自然科学基金资助项 目( 17 18 , 5 0 5 l )河北省教育厅研究计划项 目(0 9 2 ) 20 4 0
微小转 向干扰输入的能力 , 车辆的行驶状态不会发生变化。因此
降低 了驾驶员 的驾驶负担 , 提高 了车辆模 型的逼真度 , 准确描述
了车辆的线路保持性, 使车辆具备 了良好稳定性 。
3 .0 00 8
娄04 . 0 0
* O. oO 0

42 抵抗 路面不平干 扰 .
路面不平是指道路表面相对 于基准平面的偏离 ,路 面的凹 凸现象引起了车辆的振动 。 本试验 以汽车直线行驶速度 lO mh O k / 为例 , 单侧车轮遇到地面微小 凸起发生偏离时 , 汽车的方向盘处 于自由状态 , 依靠转 向系统 的相互作用协调两侧 车轮各 自的运动
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