汽车自适应可调尾翼系统的研发
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关 键 词 ：汽 车; 可调 尾翼; 减阻系统; 模糊控制; 传递函数
D evelopm ent of a V eh icu lar A daptive A djustable R ear A irfoil System
D i n g P e n g 1, G e R u h a i 2, L i Z h i 3 & W a n g Y i n g 1
1. WUXI Institute o f Technology， Wuxi 214121; 2. Jiangsu University, Zhenjiang 212013; 3. Jiangnan University， Wuxi 214121
[ A b s tr a c t ] In view of the effects of the attack an gle of rear airfoil on the fu el econom y an d h an d lin g an d b ra k in g p erfo rm an ces of v e h ic le , an ele ctrically co n trolled d rag red u ctio n sy stem ( D R S ) w ith a d ju sta b le rear airfo il is d e sig n e d . T h e sy stem u tilizes fuzzy con trol algorith m to d eterm in e th e co n trol sig n a l for o p tim u m airfo il attac k an g le b a se d on the relatio n sh ip betw een attack an g le an d aerod yn am ic d rag an d lift related to driv in g sp e e d . A m ath em ati c a l m o d el for th e sy stem is cre a te d an d th e tran sfer fu n ctio n of e a c h p art of th e sy stem is op tim ized an d a p p lie d to the hardw are configuration of the con troller. T h e stability of the system is analyzed by m atlab and a real veh icle v erifica tion test is co n d u cted . T h e resu lts show that the system im proves the fu el econom y an d b rak in g perform an ce of veh i c le .
2017年 （第 3 9 卷 ）第 8 期
doi ：10.1 95 6^^ j .ch in a sa e.q c g c .2017.08.007
汽车工程 Automotive Engineering
2017(V 〇1.39)N〇.8
汽车自适应可来自百度文库尾翼系统的研发+
丁 鹏 \ 葛 如 海 2, 李 智 3, 王 莹 1
响 ，文 献 [ 3 ] 中 利 用 计 算 流 体 力 学 软 件 研 究 了 尾 翼 对轿车 气 动 升 力 和 气 动 噪 声 的 影 响 。 国内的一些学 者 对 尾 翼 对 轿 车 气 动 特 性 的 影 响 也 进 行 了 研 究 ，取 得 了 一 定 的 成 果 [4_8 ] 。 为 提 高 汽 车 的 操 纵 稳 定 性 、 制 动 性 和 燃 油 经 济 性 ，汽 车 在 不 同 速 度 时 的 气 动 阻 力系数和气动升力系数应尽可能小。 目前国内外各 种文献均从空气动力学的角度分析尾翼攻角的变化 对 汽 车 阻 力 的 影 响 ，但 很 少 设 计 出 自 适 应 智 能 可 调 尾 翼 。 据 此 ，本 文 中 设 计 一 种 电 控 可 调 尾 翼 系 统 ( d r a g r e d u c t i o n s y s t e m ，D R S ) ，通 过 尾 翼 在 汽 车 不 同 车 速 下 升 起 不 同 的 姿 态 ，使 汽 车 随 时 获 得 最 优 的 气
K e y w o r d s ：v e h i c l e ；a d j u s t a b l e r e a r a i r f o i l ；D R S ；f u z z y c o n t r o l ；t r a n s f e r f u n c t io n
刖言
汽车在高速行驶时受到的气动阻力和气动升力 与 速 度 的 平 方 成 正 比 ，汽 车 速 度 超 过 6 0 k m / h 时 空 气 阻 力 成 为 汽 车 的 主 要 阻 力 ，气 动 升 力 会 显 著 减 少 汽 车 的 附 着 力 ，严 重 影 响 汽 车 高 速 行 驶 的 操 纵 稳 定 性 、动 力 性 和 燃 油 经 济 性 [1]。 在 汽 车 上 安 装 合 理 的 尾翼可有效抑制汽车高速行驶时遇到的气动阻力和 气 动 升 力 。 在 国 外 研 究 中 ，文 献 [ 2 ] 中 利 用 计 算 流 体力学软件研究了尾翼对方程式赛车气动性能的影
( 1 . 无 锡 职 业 技 术 学 院 ，无锡 214121; 2 . 江 苏 大 学 ，镇江 212013; 3 . 江 南 大 学 ，无锡 214121)
[ 摘 要 ] 鉴 于 汽 车 尾 翼 的 不 同 攻 角 影 响 汽 车 行 驶 中 的 燃 油 经 济 性 、操 纵 性 和 制 动 性 ，设 计 了 一 种 电 控 可 调 尾 翼 的 减 阻 系 统 （D R S ) 。 系 统 依 据 与 行 驶 速 度 有 关 的 气 动 阻 力 和 气 动 升 力 与 尾 翼 攻 角 之 间 的 关 系 ，利 用 模 糊 控 制 算 法 确 定 D R S 系 统 尾 翼 最 佳 攻 角 的 控 制 信 号 。 创 建 了 系 统 的 数 学 模 型 ，优 化 了 系 统 各 部 分 的 传 递 函 数 ，并 应 用 于 控 制 器 的 硬 件 结 构 。 利 用 M a t la b 对 系 统 的 稳 定 性 进 行 了 分 析 ，并 在 实 车 上 进 行 了 验 证 试 验 ，结 果 表 明 该 系 统 改 善 了 汽车的燃油经济性和制动性。
D evelopm ent of a V eh icu lar A daptive A djustable R ear A irfoil System
D i n g P e n g 1, G e R u h a i 2, L i Z h i 3 & W a n g Y i n g 1
1. WUXI Institute o f Technology， Wuxi 214121; 2. Jiangsu University, Zhenjiang 212013; 3. Jiangnan University， Wuxi 214121
[ A b s tr a c t ] In view of the effects of the attack an gle of rear airfoil on the fu el econom y an d h an d lin g an d b ra k in g p erfo rm an ces of v e h ic le , an ele ctrically co n trolled d rag red u ctio n sy stem ( D R S ) w ith a d ju sta b le rear airfo il is d e sig n e d . T h e sy stem u tilizes fuzzy con trol algorith m to d eterm in e th e co n trol sig n a l for o p tim u m airfo il attac k an g le b a se d on the relatio n sh ip betw een attack an g le an d aerod yn am ic d rag an d lift related to driv in g sp e e d . A m ath em ati c a l m o d el for th e sy stem is cre a te d an d th e tran sfer fu n ctio n of e a c h p art of th e sy stem is op tim ized an d a p p lie d to the hardw are configuration of the con troller. T h e stability of the system is analyzed by m atlab and a real veh icle v erifica tion test is co n d u cted . T h e resu lts show that the system im proves the fu el econom y an d b rak in g perform an ce of veh i c le .
2017年 （第 3 9 卷 ）第 8 期
doi ：10.1 95 6^^ j .ch in a sa e.q c g c .2017.08.007
汽车工程 Automotive Engineering
2017(V 〇1.39)N〇.8
汽车自适应可来自百度文库尾翼系统的研发+
丁 鹏 \ 葛 如 海 2, 李 智 3, 王 莹 1
响 ，文 献 [ 3 ] 中 利 用 计 算 流 体 力 学 软 件 研 究 了 尾 翼 对轿车 气 动 升 力 和 气 动 噪 声 的 影 响 。 国内的一些学 者 对 尾 翼 对 轿 车 气 动 特 性 的 影 响 也 进 行 了 研 究 ，取 得 了 一 定 的 成 果 [4_8 ] 。 为 提 高 汽 车 的 操 纵 稳 定 性 、 制 动 性 和 燃 油 经 济 性 ，汽 车 在 不 同 速 度 时 的 气 动 阻 力系数和气动升力系数应尽可能小。 目前国内外各 种文献均从空气动力学的角度分析尾翼攻角的变化 对 汽 车 阻 力 的 影 响 ，但 很 少 设 计 出 自 适 应 智 能 可 调 尾 翼 。 据 此 ，本 文 中 设 计 一 种 电 控 可 调 尾 翼 系 统 ( d r a g r e d u c t i o n s y s t e m ，D R S ) ，通 过 尾 翼 在 汽 车 不 同 车 速 下 升 起 不 同 的 姿 态 ，使 汽 车 随 时 获 得 最 优 的 气
K e y w o r d s ：v e h i c l e ；a d j u s t a b l e r e a r a i r f o i l ；D R S ；f u z z y c o n t r o l ；t r a n s f e r f u n c t io n
刖言
汽车在高速行驶时受到的气动阻力和气动升力 与 速 度 的 平 方 成 正 比 ，汽 车 速 度 超 过 6 0 k m / h 时 空 气 阻 力 成 为 汽 车 的 主 要 阻 力 ，气 动 升 力 会 显 著 减 少 汽 车 的 附 着 力 ，严 重 影 响 汽 车 高 速 行 驶 的 操 纵 稳 定 性 、动 力 性 和 燃 油 经 济 性 [1]。 在 汽 车 上 安 装 合 理 的 尾翼可有效抑制汽车高速行驶时遇到的气动阻力和 气 动 升 力 。 在 国 外 研 究 中 ，文 献 [ 2 ] 中 利 用 计 算 流 体力学软件研究了尾翼对方程式赛车气动性能的影
( 1 . 无 锡 职 业 技 术 学 院 ，无锡 214121; 2 . 江 苏 大 学 ，镇江 212013; 3 . 江 南 大 学 ，无锡 214121)
[ 摘 要 ] 鉴 于 汽 车 尾 翼 的 不 同 攻 角 影 响 汽 车 行 驶 中 的 燃 油 经 济 性 、操 纵 性 和 制 动 性 ，设 计 了 一 种 电 控 可 调 尾 翼 的 减 阻 系 统 （D R S ) 。 系 统 依 据 与 行 驶 速 度 有 关 的 气 动 阻 力 和 气 动 升 力 与 尾 翼 攻 角 之 间 的 关 系 ，利 用 模 糊 控 制 算 法 确 定 D R S 系 统 尾 翼 最 佳 攻 角 的 控 制 信 号 。 创 建 了 系 统 的 数 学 模 型 ，优 化 了 系 统 各 部 分 的 传 递 函 数 ，并 应 用 于 控 制 器 的 硬 件 结 构 。 利 用 M a t la b 对 系 统 的 稳 定 性 进 行 了 分 析 ，并 在 实 车 上 进 行 了 验 证 试 验 ，结 果 表 明 该 系 统 改 善 了 汽车的燃油经济性和制动性。