半挂汽车列车横摆稳定性最优重构控制_杨秀建
基于主动横摆力矩优化分配的车辆底盘集成控制
基于主动横摆力矩优化分配的车辆底盘集成控制
李静;余春贤;朱冰;郭立书;施正堂
【期刊名称】《吉林大学学报：工学版》
【年(卷),期】2011()S2
【摘要】基于二自由度车辆模型设计了车辆底盘集成控制器,开发了基于二次规划法的主动横摆力矩优化分配算法。
针对阶跃转向和单移线转向行驶两种典型工况进行了仿真试验。
结果表明,所设计的底盘集成控制器具有良好的控制效果,能够明显地改善车辆的操纵稳定性;开发的主动横摆力矩优化分配算法能够充分利用各个执行机构,使得在主动转向角和主动制动压力等输入都较小的情况下,能获得较好的车辆操纵稳定性。
【总页数】5页(P36-40)
【关键词】车辆工程;底盘集成控制;主动横摆力矩;优化分配
【作者】李静;余春贤;朱冰;郭立书;施正堂
【作者单位】吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室;浙江亚太机电股份有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】T-55
【相关文献】
1.基于门限自调整的车辆主动横摆力矩PD控制策略研究 [J], 玄圣夷;白海英;宋传学;靳立强
2.基于横摆力矩分配的车辆稳定控制研究 [J], 张思奇;张天侠;周淑文
3.基于横摆力矩分配的车辆稳定控制研究 [J], 田伟男;赵诗瑶;杨强;刘烨;冀龙飞
4.基于全轮纵向力优化分配的4WD车辆直接横摆力矩控制 [J], 邹广才;罗禹贡;李克强
5.基于转矩优化分配的分布式电动车辆横摆力矩研究 [J], 王悦;李春明;肖磊
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汽车模型表面压力系数的测试与数值模拟
图 ｌ 车身 中央对称面压力系数 （ ５ 方背式 ）
４ 结论
通过在汽车模型表面布置测压孔 ， 实现 了通过
压力扫描阀对标准汽车 Ｓ Ｅ模型表面压力 系数 的 Ａ
＠
测量。通过对风洞试验和汽车空气动力学数值模拟
的对比， 汽车风洞试验方法和数值仿 真方法 获得 的
结 果能够在绝大多数 区域保持一致 ， 可以用数值仿
Ｍ ｄ ｌｉ Ａ ｔ ｏ ｖ Ａ ｒ ｙ ａ ｉ ［ ］ Ｓ ＥＰ ｐｒ ０４－ １ ｏｅ ｕ ｍ ｔ ｅ ｅ ｄ ｎｍ ｃ Ｃ ． Ａ ａｅ ２０ ０ — ｓｎ ｏ ｉ ｏ ｓ
１ ０８ ３ ．
张英朝 ， 张持 ， 李杰 ． 于空气 动力学 数值模拟 的汽 车造型设 基 计 ［ ］ 吉林 大学学报 （ Ｊ． 工学版） ２０ ， （ ２ ： ０ ２ ３ ， ９ ３ ｓ ）２ — ６ ． ０ ９ ６ 张英朝 ， 李杰 ， 张拮 ， 汽车风洞试 验段尺寸参数 对试验 的影 等． 响 ［ ］ 吉林 大学学报 （ Ｊ． 工学版） ２ １ ， （ ） ３ ６ ３０ ， ０４ ２ ： — ５ ． ０ ０ ４
决实际工程问题 。但在一些局部细节上 ， 两者 的结 果并不是十分吻合 ， 传统的 ｋ８湍流模 型存在一些 － 不足 ， 可以考虑应用其它湍流模型来寻找更准确模 拟车身表面压力的方法 。 参考文献
［ ］ 傅 立敏． １ 汽车空气动力学［ ］ 北京 ： Ｍ ． 机械工业出版社 ， ０ ． ２ ６ ０
图 １ 车身 中央对称面取点位置示意图 （ ４ 方背式 ）
汽 车后方 下部 区域在 扩散 器位 置 的流 动试 验 数
籁
据未能测到最低压力系数值 ， 但从数据 的趋势推测 ，
与数 值模 拟 的最低值 会有 差别 。尾 部行 李 厢转 角 位
基于主动制动的半挂汽车列车横摆稳定性控制
基于主动制动的半挂汽车列车横摆稳定性控制
杨秀建;杨春曦;张弦;屈瑞
【期刊名称】《汽车工程》
【年(卷),期】2011(033)011
【摘要】为研究半挂汽车列车在高速大转向等极限操作工况下的横摆稳定性控制问题,建立了14自由度的半挂汽车列车非线性仿真模型；提出了牵引车与半挂车独立直接横摆力矩控制的横摆稳定性控制方案,通过牵引车和半挂车车轮的合理选择和主动制动实现横摆控制；以跟踪参考模型的稳态横摆响应为目标,设计了PI横摆稳定性控制器,对牵引车和半挂车分别设计了目标制动车轮的选择决策规则.单移线操作仿真结果表明,基于主动制动的横摆力矩控制可有效改善极限工况下半挂汽车列车的横摆稳定性,牵引车与半挂车进行独立横摆控制可以减小制动车轮选择决策的复杂性,而获得较好的控制效果.
【总页数】7页(P955-961)
【作者】杨秀建;杨春曦;张弦;屈瑞
【作者单位】昆明理工大学交通工程学院,云南省内燃机重点实验室,昆明650224;昆明理工大学化学工程学院,昆明650224;昆明理工大学交通工程学院,云南省内燃机重点实验室,昆明650224;昆明理工大学交通工程学院,云南省内燃机重点实验室,昆明650224
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于主动转向技术的汽车制动稳定性控制 [J], 胡铁牛
2.基于主动制动的车辆极限转弯的稳定性控制 [J], 黄嘉宁
3.一种基于横摆力矩和主动前轮转向控制的制动稳定性控制方法 [J], 晏蔚光;毋茂盛;余达太;李果
4.基于主动转向技术的汽车制动稳定性控制 [J], 赵伟;魏朗;周志立;张(韦华)
5.基于集成式电子液压制动系统的横摆稳定性控制策略研究 [J], 韩伟;熊璐;李彧;侯一萌;余卓平
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半挂汽车列车横向失稳的非线性动力学机制_杨秀建
别表示牵引车的名义质心和连接后的实际质心即等 效质心。按照图 1 的描述，各等效量可分别表示为
b2 m1 m1 l m2 2 m2 b2 I z1 1 I z1 m1l2 a a m2 b2 lp 1 1 m1l2 m2 b2 m1l2 lp lp m1l2 m2 b2
1
非线性车辆动力系统模型
且
ay 2
dv y1 dt vx 1 lp a2
选择典型的五轴半挂汽车列车为研究对象， 如图 1a 所示。由于牵引车的质量、横摆转动惯量、质心位 置和各轴载荷等都会因载运工况的变化发生改变，为 反映出这些变化关系，相关参数作如下定义：牵引车 本身的质量和横摆转动惯量分别用 m1 和 I z1 表示，质 心到其前、后轴以及牵引点的距离分别用 a1 、b1 和 lp 表示；与挂车连接后，由于承载部分挂车载荷，此时 的牵引车质量和横摆转动惯量分别定义为牵引车等 效质量和等效横摆转动惯量， 并分别用 m1 和 I z1 表示，
障等极限工况下可能会发生折叠、挂车甩尾或横向 [3] 摆振等多种难以操控的横向失稳情况 。目前，改 善汽车极限工况下操稳性的汽车稳定性控制系统在 [4-7] 两轴单体乘用车上得到了广泛的应用 ；同样，对 重型商用汽车而言，通过底盘的主动控制也可以显 [3, 8] 著提高其行驶的安全性，应用前景广阔 。然而， 市场上较为成熟的底盘稳定性控制系统产品主要还 是针对两轴乘用车，在重型商用汽车列车上的应用 较少，半挂汽车列车复杂的横向动力学特性对稳定 性控制系统的开发设计带来了困难。
第 48 卷第 8 期 2 0 12 年 4 月
机
械 工
程
学 报
Vol . 4 8 Apr.
基于单轮差动制动的汽车横向稳定性控制研究及仿真分析
基于单轮差动制动的汽车横向稳定性控制研究及仿真分析郭炳磊;刘旭程;缪文俊【摘要】通过Matlab/simulink搭建了汽车控制系统的仿真结构图,分析了单轮差动制动的横向稳定性控制,对在连续变道工况下行驶的汽车进行了单轮差动制动的仿真分析.仿真结果表明,单轮差动制动的制动方式可以大幅降低质心侧偏角、横摆角速度和侧向加速度的幅值,提高了汽车的行驶稳定性.【期刊名称】《装备制造技术》【年(卷),期】2015(000)007【总页数】3页(P37-39)【关键词】单轮差动制动;横向稳定性控制;质心侧偏角;横摆角速度;侧向加速度【作者】郭炳磊;刘旭程;缪文俊【作者单位】广西大学机械工程学院,广西南宁530004;广西大学机械工程学院,广西南宁530004;广西大学机械工程学院,广西南宁530004【正文语种】中文【中图分类】U461.6在行驶过程中，汽车会因载荷的转移、轮胎侧偏刚度的降低、急转弯、紧急变道、路面湿滑、外界干扰、驾驶员操作不当等原因，而失去横向稳定性，从而引发危险[1-2]。
尤其是，当汽车高速行驶在湿滑路面上进行大幅度转向、连续变道等动作时，汽车的横向稳定性会降低，从而引起激转、侧滑、甩尾等危险状况，进而引发交通死亡事故。
近年来，国内外的许多学者相继进行了通过差动制动来改善汽车高速行驶时的稳定性的相关研究[3-4]。
差动制动是指对行驶过程中的汽车的每个车轮施加不同的制动力，产生附加横摆力矩，来改变汽车的横摆运动状态。
差动制动是一种可以保证汽车制动时横向稳定性的制动控制方法。
本文正是基于单轮差动制动进行整车仿真，说明单轮差动制动对汽车横向稳定性的影响。
1 单轮差动制动的横向稳定控制行驶中的汽车进行左转向动作时的受力模型如图1所示。
由图 1 可知，力 Fx1，Fx3，Fy1，Fy2对汽车重心 O 形成转矩Mzf和Mzf使汽车产生向弯道内侧偏转的角速度。
力 Fx2，Fx4，Fy3，Fy4对汽车重心 O 形成转矩 Mzr，Mzr使汽车产生向弯道外侧偏转的角速度。
半挂汽车列车横向稳定性与失稳机理分析
随着 车速 和载 质量 等工况 的变 化可 能发 生 不 同 的横
日 吾 Ｊ Ｉ
向失 稳形式 ＩＪ ４。随着 汽车底 盘 主动 安 全技 术 的发 展， 将基 于差 动制动／ 动 的横 摆力 矩控 制 或 主 动转 驱 向控 制思 想 应 用 于 半 挂 汽 车列 车 的 横 向稳 定 性 控
［ 摘要 ］ 为半挂汽 车列 车建立 了简化 的四 自由度 单轨模 型 ， 并在 其上 分析 了两 个重要结 构参数 ， 即牵 引点 和 挂车质心位置对半挂汽车列车横 向稳定性 的影响规律 。在此基础 上 ， 用主元特征 向量分析方 法详细探讨 了半 挂 采
汽车列车“ 折叠” 横向摆振” 和“ 两种常见 的横 向失稳现象 的发生机理 ， 析和对 比了牵引角和牵引角速 度输 出反馈 分 对半挂汽车列车“ 折叠 ” 横 向摆振” 和“ 失稳 的镇定效果 。
汽
车
工
程
２１ 年 （ ３ ０ １ 第 ３卷 ） ６期 第
Ａｕｏ ｏｉｅ Ｅｎ ｉ ｅ ｉ ｇ ｔｍ ｔｖ ｇｎｅ ｒｎ
２ １０ ０１ １ ０
半 挂 汽 车 列 车 横 向稳定 性 与失 稳 机 理 分 析
杨 秀通工程学院 ， 昆明 ６ ０２ ） ５２ ４
Ｙ ｎ ｕｉｎ． ｉ ａ ｐｎ ａ ｇＸｉ ａ Ｌ ｏ ｉｇ＆ Ｘ ｏ ｇＪａ ｊ Ｙ ｉｎ ｉｎ
Ｆ ｃｌ ｒｎｐ ｒ ｔ ｎＥ ｇｎｅ ｎ Ｋ ｎ ｉｇＵ ｉ ｒｔ ｏ Ｓｉ ｃ ｎ ｅｈ ｏ ｇ ，Ｋ ｎ ｎ ６ ０ ２ ａｕｔ ｏ Ｔａｓｏｔ ｉ ｎ ｉｅｒ ｇ， ｕ ｍｎ ｎ ｅ ｉ ｃ ｎｅａｄ Ｔｃｎｌ ｙ ｕｍｉ ｙｆ ａｏ ｉ ｖ ｓｙｆ ｅ ｏ ｇ ５２４
工业 界 和 学 术 界 的 广 泛 关 注 ， 为 研 究 的 热 点 问 成
一种新型的车辆稳定性分层控制策略
反馈，以增强稳定性能。在这种情况下，控制系 统试图确保车辆的实际横摆速度跟踪由驾驶员的 转向输入确定的期望的横摆率。然而，在低附着 系数路面的情况下，除了控制偏航率之外，控制 车辆侧偏角的增大也是有益的 。 [4-10]
本文设计了分层控制的制动力分配方案，其 总体设计方案如图 1 所示。其中，参考测量模型 为二自由度车辆模型，为上层最优控制器的设计 提供状态方程，并且由该模型计算出横摆角速度 和质心侧偏角的期望值。下层制动力分配控制器 的设计，基于最优分配方法，建立了以轮胎力利 用率最小为目标的目标函数，采用同侧制动力分 配方法，将上层最优控制器输出的修正横摆力矩 进行合理分配。最后，采用八自由度非线性车辆 动力学模型，基于 MATLAB/Simulink 软件，对该 控制策略进行了仿真分析。
赵聪 1，杨秀建 2，徐新法 2
（1. 650229 云南省 昆明市 云南航天神州汽车有限公司；2. 650500 云南省 昆明市 昆明理工大学 交通工程学院）
[ 摘要 ] 为了优化稳定性控制算法，提出并仿真分析了一种新型的车辆稳定性分层控制策略。该控制策略
由上下两层组成，上层控制器基于最优控制理论的横摆力矩控制策略，下层控制器采用最优分配法，将修
Zhao Cong1, Yang Xiujian2, Xu Xinfa2 ( 1. Research & Development Center, Yunnan Aerospace Industry, Kunming City, Yunnan Province 650500, China; 2.Faculty of Transportation Engineering, Kunming University of Science and Technology, Kunming City, Yunnan Province 650500, China ) [Abstract] In order to improve the vehicle stability control algorithm, a new hierarchical control concept is raised and analyzed. This new control algorithm consists of two levels of control: the upper-level controller is designed based on optimal control of the yaw moment, and the lower-level controller uses the optimal distribution method, which distributes the corrected yaw moment optimally to each wheel. The whole control strategy is simulated by using a non-linear vehicle model with eight degrees of freedom in MATLAB/Simulink environment, and the effectiveness of the new control concept is verified by simulation with this model. It is found out by the simulation that vehicle stability can be greatly improved by using this newly designed control system in extreme conditions with large lateral acceleration and large slip angle. [Key words] optimal control; braking force; simulation; handling stability
提高车辆稳定性控制系统STEERABILTY、横向稳定性和侧倾稳定性
提高车辆稳定性控制系统STEERABILTY、横向稳定性和侧倾稳定性摘要：车辆稳定性控制系统是一种主动的安全系统，为防止事故发生并利用微分制动器产生人工横摆力矩稳定车辆的机动而设计。
在本文中，为了提高车辆的操纵性，横向稳定性，和侧倾稳定性，每个参考横摆角速度的设计和组合到目标横摆角速度都取决于驾驶情况。
偏航角速度控制器的设计以及跟踪目标横摆角速度都是基于滑模控制理论。
横摆角速度控制器所需的总的横摆力矩以及每个制动器压力的合理分布，都由有效控制车轮决定。
估计算法是一种可以识别出滚动角和车身侧滑角的简化动力学模型和参数自适应的方法。
本文中所提出的车辆稳定性控制系统和估计算法的性能与仿真结果可以验证实验结果。
关键词：车辆稳定性控制系统，目标横摆角速度，角速度控制器，制动力分配，滚动角估计，车身侧滑角估计1.介绍有一个日益需求的主动安全系统,通过人工干预的方法以防止或减少事故的发生(You et al .,2006)。
这个系统超出仅仅最小化损失事故的被动安全概念,它的必要性日益被市场所公认。
因此, 近年来进行了不同的地面上车辆主动安全系统的研究。
尽管有其他替代技术保护车辆的稳定性,例如4 ws(四轮引导),AFS(主动前轮引导),后轮转向,和微分牵引(Song et al .,2007),最近的主流车辆安全系统是集中在制动差动和制动干预。
这主要是从硬件现有的可靠性和成本效率出发考虑得出的结果。
现有的技术成果有ABS(防抱死制动系统)和TCS(牵引力控制系统)以及在制动/加速度时持有车轮滑转线性滑动。
在这里假设车辆配备了差动制动系统,因此, 本文提出了车辆稳定控制系统主要研究通过生成与控制车辆的横摆力矩差动制动在四个车轮。
本文使用的横摆角速度是一个控制变量。
由于车辆的车身侧偏角可以使横摆角速度稳定控制在一个适当的参考横摆角速度，使车身侧滑角动力转变成稳定的内部动力（You et al .,2006）。
同样，翻车的风险可以通过稳定辊动力学和控制横摆率减轻。
基于同侧车轮制动力优化分配的汽车稳定性控制
基于同侧车轮制动力优化分配的汽车稳定性控制杨小英;杨秀建;高晋;宋军涛【摘要】针对汽车复杂行驶工况下的稳定性问题,提出了基于同侧车轮制动力优化分配的汽车稳定性控制方法.整体控制分为上层横摆力矩控制与下层制动力优化分配两部分,上层横摆力矩控制以跟踪参考横摆响应为目标,输出保持车辆横向稳定性的修正横摆力矩;下层制动力优化分配采用最优化分配算法计算需要施加在各制动车轮上的制动力,实现上层横摆力矩控制器输出的修正横摆力矩.利用MATLAB/Simulink与Carsim联合仿真验证控制效果,结果表明,基于同侧车轮制动力优化分配的汽车稳定性控制在多种复杂运行工况下均能较好地跟踪汽车参考横摆响应,减小质心侧偏角,改善汽车的操纵稳定性.【期刊名称】《公路与汽运》【年(卷),期】2017(000)002【总页数】6页(P1-5,30)【关键词】汽车;稳定性控制;车轮制动力;优化分配;滑模控制【作者】杨小英;杨秀建;高晋;宋军涛【作者单位】昆明理工大学交通工程学院, 云南昆明 650500;昆明理工大学交通工程学院, 云南昆明 650500;昆明理工大学交通工程学院, 云南昆明 650500;昆明理工大学交通工程学院, 云南昆明 650500【正文语种】中文【中图分类】U461.6汽车稳定性控制主要是汽车侧向动力学的控制，直接横摆力矩控制（DYC）是汽车侧向动力学控制的主要手段之一。
在DYC控制方法中，常以调整转向角、驱动控制及制动控制3种方式来产生维持汽车横向稳定性的修正横摆力矩，与调整转向角和驱动控制两种方法相比，制动控制在汽车各种运行工况下都能很好地发挥作用，研究采用制动控制的DYC控制系统具有更为广泛的应用价值。
目前，汽车上普遍使用的稳定性控制系统以单轮制动为主，这种制动方法虽然实现简单，但如果当前车辆所处状态下目标制动车轮由于机械故障或路面附着系数较低不能产生足够的制动力，则控制系统不能继续维持车辆稳定，此时采用单轮制动控制的车辆可靠性较低。
基于线控制动系统的车辆横摆稳定性优化控制
文 章 编 号 ：０ ２ ５ ３ ． ３ ７ ４ Ｘ（ ２ ０ １ ７ ） ０ ５ ． ０ ７ ３ ２ ． ０ ９
Ｄ Ｏ Ｉ ： １ ０ ． １ １ ９ ０ ８ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． ０ ２ ５ ３ — ３ ７ ４ ｘ ． ２ ０ １ ７ ． ０ ５ ． ０ １ ５
／ － ／ Ａ Ｎ Ｗｅ ｉ 一， Ｙ ＵＺ ｈ ｕ ｏ ｐ ｉ ￣ ＇
（ １ ．Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ａ ｕ ｔ ｏ ｍｏ ｔ ｉ ｖ ｅ Ｓ ｔ ｕ ｄ ｉ ｅ ｓ ， Ｔｏ ｎ ｇ ｊ ｉ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ，Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ
附加横摆力矩 、 方 向盘转角来识别 驾驶员转 向意 图和 车辆实
ｅ ｈ ｉ ｃ ｌ ｅ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｌ ｙ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｒ ｏ ａ ｄ ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ｗｉ ｔ ｌ ｌ ｈ ｉ ｇ ｈ ｏ ｒ ｌ ｏ ｗ ｉ ｎ ｔ ｅ ｇ ｒ ａ ｌ ， Ｐ Ｉ ） 控 制算 法求 出附加横 摆力矩． 由所计算 出的车辆 ｖ
制动性能的进一步提 高［ １ ］ ． 同时， 新能源汽 车 ， 特别
Ｖｅ ｈ ｉ ｃ ｌ ｅ Ｙａ ｗ ｓ ｔ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ Ｏｐ ｔ ｉ ｍｉ ｚ ｅ ｄ Ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ Ｂ ａ ｓ ｄ 是 纯 电动 汽 车 的 推广 和普 及 ， ｅ 也对 制 动 系统 提 出 了 ｏ ｎ Ｂｒ ａ ｋ ｅ ｂ ｙ Ｗｉ ｒ ｅ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ 新的需求． 结合线控技术 和汽车制动系统而形成 的
ａ ｄ ｈ ｅ ｓ ｉ ｏ ｎ ｃ ｏ ｅ ｆ ｆ ｉ ｃ ｉ ｅ ｎ ｔ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：ｂ ｒ ａ ｋ ｅ ｂ ｙ ｗｉ ｒ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｙ ａ ｗ ｓ ｔ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｃ ｏ ｎ ｒｏ ｔ ｌ
汽车横向稳定性与交通安全分析
汽车横向稳定性与交通安全分析
蔡果
【期刊名称】《内蒙古公路与运输》
【年(卷),期】2001(000)001
【摘要】汽车横向稳定性主要受路面附着系数、转向半径和路面横向倾角等因素的限制,文章对此进行了分析,得到了保持汽车横向稳定性的方法,提出了用汽车主动安全技术保持汽车横向稳定性的设想.
【总页数】4页(P41-44)
【作者】蔡果
【作者单位】湖南公安高等专科学校,长沙,410006
【正文语种】中文
【中图分类】U461
【相关文献】
1.半挂汽车列车横向稳定性与失稳机理分析 [J], 杨秀建;李耀平;熊坚
2.基于单轮差动制动的汽车横向稳定性控制研究及仿真分析 [J], 郭炳磊;刘旭程;缪文俊
3.半挂汽车列车横向稳定性试验与仿真分析 [J], 卓凯敏;危大波
4.基于聚类分析的半挂汽车列车横向稳定性控制 [J], 石炳明;朱永强
5.基于聚类分析的半挂汽车列车横向稳定性控制 [J], 石炳明;朱永强
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基于主动制动的半挂汽车列车横摆稳定性控制
也显著增加。与传统的两轴汽车相 比， 其牵引车与
半 挂车 的运 动既 相 对 独 立又 相 互 耦 合 ， 运 输 过 程 在 中可能 发生 “ 挂车甩 尾 ” “ 、折叠 ” “ 向摆 振 ” 复 和 横 等 半挂 汽 车 列 车 采 用 牵 引 车 与半 挂 车 的组 合 方 杂 的横 向失稳 现象 ； 同时 ， 由于半 挂 车载 荷 变 化
制 ， 望从根 本上 改善其 行驶 的稳 定性 ， 有 引起 了汽 车 工业界 和 学 术 界 的 广 泛 关 注 ， 为 研 究 的 热 点 问 成 题 Ｊ 。半挂汽车列车复杂的横 向动力学特性对其
１ 非线性仿真模 型
非线性仿真模 型是控制策略仿真验证 的平 台，
为尽 可 能反 映实 际情况 ， 建立 了包 含 ｌ ４个 自由度 运 动 的非 线性半 挂 汽 车 列 车模 型 ， 括 牵 引车 与半 挂 包 车的纵 向运 动 、 向运动 、 摆运 动 和侧倾 运 动 以及 侧 横
ｍ ｄｌ ｓｏｊｃ ｖ ，ａＰ ａ ｍｅｔｃｎｒｌ ｒｉ ｄ ｓ ｎ ｄ ａｄ ｔｅｄ ｃ ｉ ｕｅ ｆｓｌ ｔ ｇｏｊｃ ｖ ｒｋｎ ｏ ｅ ａ ｂｅｔ ｅ Ｉｙｗ ｍｏ ｎ ｏ ｔ ｌ ｓ ｅｉ ｅ ｎ ｈ ｅ ｉｏ ｒｌｓｏ ｅｅ ｉ ｂｅｔ ｅｂａ ｉｇ ｉ ｏｅ ｇ ｓｎ ｃｎ ｉ
和半挂 车车轮 的合理选择 和主动制动实现横摆控制 ； 以跟踪参 考模型 的稳态横摆 响应 为 目标 ， 计了 Ｐ 横摆稳 定 设 Ｉ
基于联合仿真的汽车横摆稳定性控制系统研究
基于联合仿真的汽车横摆稳定性控制系统研究康南; 周鹏【期刊名称】《《湖州职业技术学院学报》》【年(卷),期】2019(017)002【总页数】5页(P73-76,81)【关键词】汽车横摆稳定性控制系统; 操纵稳定性; 联合仿真; CarSimsimulink【作者】康南; 周鹏【作者单位】湖州职业技术学院机电与汽车工程学院浙江湖州 313000; 昆明冶金高等专科学校机械工程学院昆明 650033【正文语种】中文【中图分类】U463.53随着中国汽车工业的飞速发展和汽车保有量的急剧增加，汽车的安全性和操纵稳定性受到越来越多的科研人员的重视和深入研究[1]95-107。
如吴刚院、刘丹等设计了汽车横摆稳定性控制系统，并通过联合仿真的形式，验证其有效性和可靠性[2]30-35；杨秀建、王增彩等设计了主动转向和横摆稳定性集成控制系统[3]1-10；王其东、刘伟等采用滑模控制的方法，设计了汽车稳定控制系统[4]82-90，等等。
近年来，科研人员更加关注汽车横摆稳定性控制系统的开发。
汽车在进行超车换道、紧急避障和弯道转向等操作时，若轮胎力进入了非线性区，常会发生侧滑和甩尾等驾驶员难以控制的横摆失稳现象[5]300-308。
针对汽车的操纵稳定性和安全性问题，国内外专家学者从理论分析、模型仿真或场地试验等多个方面进行了广泛且深入的研究，分析了影响汽车横摆失稳的诸多因素，并设计了横摆稳定控制系统来改善汽车行驶的稳定性和安全性[6]723-732 [7]141-148。
与欧美和日本等汽车技术发达的国家相比，我国在汽车操纵稳定性方面的研究起步较晚，积累的成果较少，开发高性能的汽车横摆稳定性控制系统比较困难，装车率也较低[1]95-107。
本文主要研究汽车横摆稳定性控制问题，采用基于差动制动的控制方式来提高汽车的横摆稳定性，在CarSim中建立整车仿真模型，在Simulink中设计控制策略并搭建仿真模型，探讨CarSim与Simulink的联合仿真问题，并通过联合仿真的形式对本文设计的控制策略进行验证分析。
车辆动力学的领跑者——记昆明理工大学交通工程学院车辆工程系教授杨秀建
【创新之路】Way of Innovation乘风破浪会有时，“驾车驭风”济沧海。
在如今飞速发展的世界背后，我们的生活大多都被“高”、“快”、“稳”等词充斥着。
在这些词语的环绕下，整个世界像被浓缩成一个大家庭：往来穿梭的高铁；一趟趟流动的公交车；公路上飞驰而过的汽车，这些交通工具拉近了彼此之间的距离，远去了无数个颠簸的不眠夜。
在广阔秀丽的锦绣山河间，一辆辆精灵般的汽车，忽如一夜春风来，催生了一个新时代的速度。
但是当我们在为高速度，快捷的交通欣喜时，也要看到车辆动力学与稳定性的重要性。
昆明理工大学交通工程学院车辆工程系教授杨秀建每每在研究车辆动力学时，都会时不时眉头紧锁，抑或会心微笑，完全沉浸在他一生所挚爱的车辆动力学及控制技术的世界里，也为这一领域打开了新的篇章。
基础才是前进的奠基石汽车发动机产生的动力, 经过动力传动系统的逐级传递到达车轮并驱动汽车运动, 汽车有运动就存在相关的动力学问题。
汽车动力学涉及范围非常广泛，除了影响车辆纵向及其子系统的动力学响应外，还对车辆在垂向和横向两个方面的动力学内容有所影响。
其中汽车转向性能、高速行驶时的稳定性能力和可控制性以及由此带来的一系列安全性问题是其中的重中之重。
我们经常会看到汽车在高速转向时发生侧滑或激转甩尾现象，再或者重卡发生侧翻的事件时有报道。
所以，研究汽车的操稳性理论对汽车设计及汽车动力学控制系统的设计都是非常重要的。
杨秀建所做的就是这样一件事：提高车辆操纵稳定性和安全性，在提高操稳性的同时也要注意节约燃油。
可说来简单做起来却要一点一点累计，犹如在平地矗立起万丈高楼，用铁杵磨成纤纤细针。
“一定要注重基础，基础是一切的前提。
现在太多人选择研究热门问题，而研究汽车动力学基础问题的人越来越少。
”杨秀建不止一次在采访中表达基础的重要性。
就目前来看，我国在汽车主动控制方向上与国外先进水平还是有一定差距，可以说在90年代以前，我国这一领域的研究基本是空白的，90年代以后才开始对A B S、E S P等进行研究开发和应用，进而很多人才开始相继转向研究汽车动力学控制的问题。
牵引车-半挂车列车转向稳定性分析
牵引车-半挂车列车转向稳定性分析关志伟;王新建;郑明锋【摘要】研究了3种用于判别牵引车-半挂车列车稳态转向特性的方法:线性系统稳态转向特性的判别方法、基于动力学仿真的非线性系统稳态转向特性的判别方法、能量相平面判别方法.运用这3种方法分别对某一牵引车-半挂车列车的稳态转向特性进行了判别.结果表明,3种方法相互补充,可以更全面地判别牵引车-半挂车列车的稳态转向特性.%Three methods used to extinguish steady-state steering characteristic of tractor-semitrailer combination vehicle are studied in the paper which include the method of linear system steady-state steering characteristic, the method of non-linear system steady-state steering characteristic based on dynamic simulation, and the method of energy phase plane. The three methods are used to extinguish the steady -state steering characteristic of a tractor -semitrailer combination vehicle separately. The results show that the three methods are complementary, can be used to extinguish the steady-state steering characteristic oftractor-semitrailer combination vehicle in a more comprehensive way.【期刊名称】《汽车技术》【年(卷),期】2011(000)006【总页数】5页(P41-45)【关键词】牵引车-半挂车列车;转向稳态性;分析【作者】关志伟;王新建;郑明锋【作者单位】天津职业技术师范大学;天津职业技术师范大学;天津职业技术师范大学【正文语种】中文【中图分类】U461.61 前言从动力学系统的角度来看，牵引车-半挂车列车和普通汽车相比有很大差别，由于牵引车和半挂车之间的相互影响，其操纵稳定性比单独使用牵引车复杂得多。
半挂汽车列车高速紧急避障稳定性控制研究
半挂汽车列车高速紧急避障稳定性控制研究33辽宁省博士启动基金(20061014)资助。
原稿收到日期为2008年2月20日,修改稿收到日期为2008年8月5日。
周淑文1,张思奇2,郭立新1,唐传茵1(11东北大学机械工程与自动化学院,沈阳 110004; 21沈阳建筑大学交通与机械工程学院,沈阳 110168)[摘要] 分析了半挂汽车列车转向的特点,对其稳定性控制原理进行了研究,包括横摆角速度跟踪控制和防倾覆控制。
在此基础上,建立了半挂汽车列车多体动力学模型,采用虚拟样机技术,对横摆角速度跟踪控制和防倾覆控制进行运动学与动力学仿真。
结果表明,装用车辆动态控制系统后,提高了半挂汽车列车高速紧急避障时的操纵稳定性,因而,其避障行驶的极限条件大大宽松。
关键词:半挂汽车列车;紧急避障;车辆动态控制;防倾覆控制A Study on Stability Contr ol of Sem i 2trailer Combinati on forH igh Speed Obstacle Avoidance Under EmergencyZhou Shuwen 1,Zhang S i q i 2,Guo L i x i n 1&Tang Chuany i n111College of M echanical Engineering and A uto m ation,N ortheastern U niversity,Shenyang 110004;21Traffic &M echanical Engineering School,Shenyang J ianzhu U niversity,Shenyang 110168[Abstract] The feature of steering f or se m i 2trailer combinati on is analyzed,and the p rinci p le of stability contr ol,including ya w rate tracking contr ol and anti 2r oll contr ol,is studied .Based on this,a multi 2body dyna m ics model f or se m i 2trailer combinati on is set up,and the kine matics and dyna m ics si m ulati ons f or ya w rate tracking and anti 2r oll contr ols are perfor med using virtual p r ot otype technol ogy .The results show that with vehicle dyna m ics con 2tr ol,the handling and stability of se m i 2trailer combinati on in high 2s peed obstacle avoidance are i m p r oved,and hence the li m it conditi ons f or its obstacle avoidance operati on are greatly relaxed .Keywords:se m i 2tra iler com b i n a ti on;e m ergency obst acle avo i dance;V DC;an ti 2roll con trol前言半挂汽车列车由于其自身结构的特点,在行驶(特别是高速紧急避障)和制动过程中,与单车相比其稳定性有所降低,并产生一些特有的现象如折叠、甩尾等。
中置轴挂车列车操纵稳定性与参数优化
& $ 8 5 0 # $ ( . # . ' / F ) ' W 74 K 7K + * 1 , / * 4 + Z / , / 4 -0 7 * 4 ) 7+ L , 74 ) + / , 7 )4 ) + / * 4 K 7) 7 , + 4 / ' * 2 K / 2+ F ' * 3 62 U' 3 6 $ $ ) ' , ,F ' 4 / ' * , ' * / 4 ( 1 / * + , + * 1 , + 4 7 ) + ,F ' 4 / ' *R 7 ) 7 + * + , Y 7 1 < . K 7 % = 1 7 ) 7 7' ) 7 7 1 ' F + R F ' 4 / ' * 6 U 6 U ! / X I a" 1 * + F / 0 22 / F ( , + 4 / ' *F ' 1 7 ,R + 27 2 4 + Z , / 2 K 7 1Z 2 / * ^ ; g M / F ( , / * [Z + 2 7 1' *4 K 7 U U( 6 b;. 4 K 7 ' ) -W 7 K / 0 , 71 * + F / 0 2 <. K 7F ( , 4 / = X I a0 ' F , 7 L* ' * , / * 7 + ) / 4 / F ( , + 4 / ' *F ' 1 7 ,' -4 K 74 ) + / * U' U 3 U2 R + 27 2 4 + Z , / 2 K 7 1Z 2 / * ) ( 0 [ M / F<. K 7K + * 1 , / * 4 + Z / , / 4 7 2 4 / * 2 4 7 F' -4 K 74 ) + / *R + 2 U( 6. 62 U4 62 U 0 ' * 2 4 ) ( 0 4 7 14 K ) ' ( K8 g I D1 + 4 ++ 0 ( / 2 / 4 / ' *2 2 4 7 F+ * 1` .6 ) ' 2 0 ' 7 <; 0 0 ' ) 1 / * '4 K 7) 7 , + 4 7 1 6 O U U 3 64 $ 2 / * , 7 , + * 70 K + * 74 7 2 4 2R 7 ) 70 + ) ) / 7 1' ( 4 / *) 7 + ,W 7 K / 0 , 74 7 2 40 ' * 1 / 4 / ' *+ * 12 / F ( , + 4 / ' * 2 4 + * 1 + ) 1 6 6 $ 4 7 2 4 0 ' * 1 / 4 / ' * + * 14 K 70 ' F + ) + 4 / W 7+ * + , 2 / 2Z 7 4 R 7 7 *4 7 2 4 ) 7 2 ( , 4 + * 12 / F ( , + 4 / ' *) 7 2 ( , 4R + 20 + ) ) / 7 1 3 U
汽车稳态转向失稳的最近分岔点实时追踪
汽车稳态转向失稳的最近分岔点实时追踪
杨秀建;王增才;朱淑亮;彭伟利
【期刊名称】《农业机械学报》
【年(卷),期】2009(040)001
【摘要】为探索汽车稳态转向失稳的非线性动力学行为,采用二次多项式轮胎模型建立了包含侧倾运动和平面运动的四维非线性侧向动力学系统.极限工况下汽车的稳态转向失稳与鞍结分岔有密切的联系,提出了基于最近鞍结分岔点实时追踪的汽车稳态转向稳定性分析方法,即采用迭代法在u-δf参数空间中实时搜索与当前工作点距离最近的分岔点,并以此最短距离作为汽车稳态转向的稳定裕度.均匀路面工况和对开路面工况下的实例计算表明,该方法经过很少的迭代次数即可找到最近的分岔点,计算速度快,满足实时性要求,可以对汽车的稳态转向稳定性实时做出预测.【总页数】6页(P20-25)
【作者】杨秀建;王增才;朱淑亮;彭伟利
【作者单位】山东大学机械工程学院,济南,250061;山东大学机械工程学院,济南,250061;山东大学机械工程学院,济南,250061;山东大学机械工程学院,济
南,250061
【正文语种】中文
【中图分类】U461.6
【相关文献】
1.四轮转向汽车的分岔与失稳分析 [J], 刘春辉;张伯俊;孔超;周毅
2.汽车稳态转向动力学分析及稳态响应特性判别 [J], 杨昌明;高举成;张兆合
3.电压失稳静态分岔点的统一追踪方法 [J], 赵兴勇;张秀彬
4.弹性结构的分岔点失稳和极值点失稳 [J], 殷有泉;励争
5.高维汽车侧向动力学系统的分岔与失稳分析 [J], 杨秀建;王增才
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半挂汽车列车弯道行驶工况下轴偏角对行驶稳定性影响的仿真分析
半挂汽车列车弯道行驶工况下轴偏角对行驶稳定性影响的仿真分析宋年秀;苏建;苏丽俐;李钱;刘宏飞;梁成江【摘要】针对半挂汽车列车弯道行驶稳定性差的问题.运用仿真分析软件ADAMS 建立了半挂汽车列车整车模型,通过对比稳态转向特性试验和制动效能试验的仿真结果与实车试验结果,验证了仿真模型与实车的一致性.分析了弯道行驶工况下轴偏角对半挂汽车列车折叠角和转向特性的影响,结果表明,半挂车轴偏角的方向与半挂汽车列车的转向一致时,半挂汽车列车折叠角增大,有利于半挂汽车列车的行驶稳定性.【期刊名称】《汽车技术》【年(卷),期】2010(000)002【总页数】5页(P33-37)【关键词】半挂汽车列车;弯道行驶;轴偏角;稳定性【作者】宋年秀;苏建;苏丽俐;李钱;刘宏飞;梁成江【作者单位】吉林大学;青岛理工大学;吉林大学;吉林大学;厦门金龙联合汽车工业有限公司;吉林大学;青岛理工大学【正文语种】中文【中图分类】U469.5+41 前言随着我国经济的发展和高等级公路的快速建设，半挂汽车列车在公路运输中的应用越来越广泛。
同时，半挂汽车列车的行驶安全和轮胎磨损问题日益突出。
半挂汽车列车轴偏角是指半挂车承载轴与其在正常状态时的位置（即半挂车承载轴与半挂车车体中心线相互垂直）之间的夹角，其对半挂汽车列车的行驶性能有较大影响。
在弯路行驶时，由于半挂汽车列车牵引车与半挂车之间通过耦合连接且存在纵横交变的作用力，挂车轨迹会向牵引车转弯的内侧偏移，使得列车行驶通道加宽，严重时会刮碰弯道内侧的行人和车辆而造成事故。
目前国内外对半挂汽车列车弯道行驶工况下轴偏角对行驶性能影响的研究较少，因此有必要开展此项研究，以提高半挂汽车列车的行驶安全性及降低运行成本[1～3]。
2 半挂汽车列车整车模型本文仿真数据均以实际车型作为研究对象，半挂汽车列车结构及外形尺寸来自于车辆生产厂家的相关资料，列车结构如图1所示，外形尺寸如表1所列[3]。
图1 半挂汽车列车结构与外形尺寸示意应用ADAMS仿真分析软件，通过适当简化分别建立了底盘模型、转向系模型、车桥模型、悬架模型、轮胎与地面谱，并且添加了转向驱动、驱动力距和制动力矩，从而创建了一个完整的半挂汽车列车模型，如图2所示。
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Ｖ ｏ ｌ ． ２ ６ Ｎ ｏ ． ６ Ｎ ｏ ｖ ． ２ ０ １ ３
半挂汽车列车横摆稳定性最优重构控制
杨 秀 建１， 康 南１， 刘明 勋１， 周 鹏１， 戎纪绪２
（ ） 云南 昆明 ６ 安徽 芜湖 ２ １．昆明理工大学 交通工程学院 ， ５ ０ ５ ０ ０； ２．中航华东光电有限公司 ， ４ １ ０ ０ ２
１ １ １ １ ２ ，ＫＡＮＧ ， ， ｉ ａ ｎ ＹＡＮＧ Ｘ ｉ ｕ Ｎ ａ ｎ Ｌ Ｉ Ｕ Ｍ ｉ ｎ ｘ ｕ ｎ Ｚ ＨＯＵ Ｐ ｅ ｎ Ｒ ＯＮＧ Ｊ ｉ ｘ ｕ － － － ｊ ｇ ｇ，
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１ 线性参考车辆模型
以图 １ 所 示 的 六 轴 半 挂 汽 车 列 车 为 研 究 对 象 ， 将牵引车后两联轴与半挂车后三联轴均视作 １ 个车 轴， 将两侧的 车 轮 平 移 到 中 心 线 合 并 为 １ 个 车 轮 ， 不考虑整 Ｌ １～Ｌ ６， Ｒ １～Ｒ ６ 分别为两侧各车轮序号 ； 车的侧倾运动和牵引车与半挂车间的纵向耦合作用 假设轮胎侧偏 特 性 处 于 线 性 区 域 ， 忽 略 左、 右车 力； 轮载荷的变化而引 起 的 轮 胎 特 性 改 变 ； 假设牵引车 与半挂车的纵向速度相等 ， 即ｖ 得到简化 的 ｖ ｘ １＝ ｘ ２，
摘要 ： 为 了研究 半 挂汽 车 列 车 横 摆 稳定 性 控制 问题 ， 以 牵 引车 和 半 挂 车 的 横 摆 角 速 度 为 控 制 目 标 ， 通 过 牵 引车 和 半 挂 车 的 差 动制动控制 来 改 善 整 车 的 横 摆 稳定 性 。 提出 了基 于 约 束 加 权 最 小 二 乘 优 化 算 法 的 制动 力 控制 分 配 方 案 ， 实时优化协调分配各车轮的 制 动 力， 综 合 提 高 整 车 的 横 向 稳 定 性。 当 制动 器 出 现 失 效 或 部 分 失 效 时 ， 控制 系统实 时 调 整 控制 效 率 矩 阵 ， 对 剩 余 有 效 的 制动 器 进行 重构 ／ 控制 ， 最 大 程 度 地 保 证 整 车 横 摆 稳 定 性， 提 高 控 制 系 统 可 靠 性， 并 基 于 ＭＡＴ Ｌ Ａ Ｂ Ｓ ｉ ｍ ｕ ｌ ｉ ｎ ｋ与 所 提出 的 控制 方 案 能 够综 合 提 高 Ｔ ｒ ｕ ｃ ｋ Ｓ ｉ ｍ 的 联 合 仿 真进行 了 开环 操 作 试验 分析 。 研究结果表 明 ： 半 挂汽 车 列 车 的 横 向 稳定 性 ， 且制动 器 失 效 时 能 够 实 现 制动 力的 重构 与 再 分 配 ， 保 证 了 控制 系统 的 可靠性。 关键词 ： 汽车工程； 半 挂汽 车 列 车 ； 联合仿真； 汽 车 稳定 性 控制 ； 控制 分 配 中图分类号 ： Ｕ ４ ６ ９． ５ ３ 文献标志码 ： Ａ
］ １ ３ － 。 为改善半挂汽车列车的横向稳定性 ， 稳现象 ［ 国 ］ ４ ７ － 。 其中 ， 内外学者都进行了主动控制方面的研究 ［ ［］ Ｈ ａ ｃ等 ４ 通过计算机仿真和实车试验对基于主动制 ５］ 动的 横 向 稳 定 性 控 制 方 式 进 行 了 验 证 ； 许 洪 国 等［
报道 。 本文中提出基于约束加权最小二乘算法的半 并通过 挂 汽 车 列 车 横 摆 稳 定 性 重 构 控 制 方 案， ／ ＭＡＴ Ｌ Ａ Ｂ Ｓ ｉ ｍ ｕ ｌ ｉ ｎ ｋ与 Ｔ ｒ ｕ ｃ ｋ Ｓ ｉ ｍ 的联合仿真对控 以推动半挂列车稳定性控制 制方案进行评价分 析 ， 技术的发展 。
第２ ６卷 第６期 ２ ０ １ ３年１ １月
（ ） 文章编号 ： １ ０ ０ １ ７ ３ ７ ２ ２ ０ １ ３ ０ ６ ０ １ ８ ２ ０ ９ － － －