以四轮转向汽车为研究对象,建立七自由度车辆模型、轮胎模型、理想跟踪模型;设计直接横摆力矩和四轮转向相结合的车辆稳定性控制策略。以跟踪理想的质心侧偏角和横摆角速度为控制目标,设计滑模控制器产生车辆转向所需的横摆力矩和后轮转角,按单侧制动的方法将产生的横摆力矩分配到车辆的四个车轮上,通过制动力矩的分配以及转向角的修正,使车辆转向行驶时的横摆角速度和质心侧偏角跟踪理想模型。针对七自由度模型,在Matlab/Simulink中与比例控制四轮转向进行阶跃输入和正弦输入两种工况下的时域仿真对比。仿真结果表明,基于直接横摆力矩和四轮转向相结合的的控制策略有效减小了质心侧偏角,横摆角速度对理想值有很好的跟踪,提高了车辆的操纵稳定性,同时验证了横摆力矩分配的有效性。

以某款12m长大客车为研究对象,在Adams/Car中建立双横臂前独立悬架模型,使用双轮同向激振工况进行悬架分析.为减少四轮定位参数变化范围及轮胎磨损程度,改善整车的操纵稳定性,用全因子和响应面法在Adams/Insight模块对现有的双横臂前独立悬架硬点坐标进行优化设计.对优化后的悬架试制并安装在试验样车上进行样车操稳试验验证,对比优化前试验数据发现转向回正和稳态回转的各项评价指标和项目评分都明显改善,验证了优化的可行性和准确性,为后续整车的设计开发作参考.

为了增强车辆转向时的操纵稳定性,建立了包含侧向运动、横摆运动、侧倾运动三个自由度的四轮转向车辆三自由度动力学模型.以前轮转角和车速作为输入,利用模糊控制理论,建立了决策后轮转角大小的模糊控制器.最后运用Matlab/Simulink软件,进行前轮角阶跃试验,并与基于比例控制、反馈控制的四轮转向车辆进行对比仿真.仿真分析结果表明所建立的四轮转向车辆后轮转角模糊控制器能够有效地缩短车辆到达稳定状态的时间,并能有效地减小质心侧偏角、横摆角速度以及侧倾角的稳态值,从而有效地提高了车辆中高速转向时的操纵稳定性.

为了提高乘用车操纵稳定性评价的准确性和客观性,参考国家相关标准,分别从稳态回转性、转向回正性、转向轻便性、抗侧倾能力、抗干扰能力和瞬态响应性6个方面筛选15个评价指标。根据各指标对乘用车操纵稳定性的实际影响程度,确定了各指标的权重。以实车试验获得的指标参数为实例,采用基于灰色关联分析的方法,对试验汽车进行操纵稳定性评价。对比国标法评价结果,并参考驾驶员主观评价,证明了运用灰色关联法进行乘用车操纵稳定性评价的可行性。

针对四轮转向汽车传统线性控制策略的局限性以及控制效果和稳定性差的缺点,在四轮转向系统二自由度模型基础上考虑车身的侧倾和轮胎的非线性特性,建立4WS三自由度非线性模型。在此基础上,利用模糊理论结合PID控制策略设计模糊PID控制器,并在角阶跃输入条件下,与传统的前轮转向汽车和比例控制下的四轮转向汽车进行了操纵稳定性仿真对比分析。仿真结果表明模糊PID控制器很好的弥补了线性控制器的缺点,提高了汽车的操纵稳定性和行驶安全性。

线控转向系统通过导线传递控制信号,取消了传统转向系统的机械连接,是未来汽车转向的发展趋势。研究线控转向系统的稳定性条件及整车操纵稳定性相关问题,对于线控转向系统参数设计具有重要意义。其难点在于如何对线控转向系统的稳定性进行评估,进一步研究其对整车操纵稳定性的影响。针对所选取的线控转向系统利用Lyapunov稳定性理论求解出系统稳定性条件。然后,将车辆动力学仿真软件Carsim与matlab/simulink结合构建了带有线控转向系统的整车模型。最后,在系统各部分取值合理稳定的前提下,分析了整车操纵稳定与线控转向系统关键参数的关系。仿真结果表明,线控转向系统对整车操纵稳定性影响明显,可通过改变线控转向系统参数提高车辆操纵稳定性。

模糊规则的建立和隶属度函数的确定是设计模糊系统的难题。基于神经网络和模糊逻辑的自适应神经模糊推理系统,能够从仿真数据中自动提取出If-Then规则。并在Matlab/Simulink软件中,建立包含侧向运动、横摆运动、侧倾运动三个自由度的四轮转向车辆三自由度动力学模型。将得到的If-Then规则读取到模糊控制器中和三自由度车辆模型进行联合仿真。其中模糊控制器以方向盘转角、方向盘转角速度和车速作为输入,后轮转角作为输出。最后与前轮转向的车辆进行转向盘角阶跃仿真对比。仿真分析结果表明基于自适应神经模糊推理系统建立的后轮转角模糊控制器能够实现理想的质心侧偏角和车辆横摆角速度响应,提高了车辆的操纵稳定性。

变角传动比设计及路感模拟是线控转向系统的核心部分。根据车辆的转向灵敏度和车速确定了变角传动比的设计方案。通过分析不同路感模拟的策略,考虑到“人-车-路”闭环系统各个环节间的相互关系,并结合不同驾驶员的偏好与转向系统对道路信息的反馈,基于权重法进行转向路感的模拟。通过Carsim/Simulink仿真双移线和双纽线工况,结果表明该转向系统不但减轻了驾驶员操作负担,而且还兼顾了驾驶员的偏好,并且能够及时响应道路变化,提高了车辆的操纵稳定性和转向轻便性。

该文在分析常用转向系统的结构原理和技术特性的基础上,设计了一种转向极限状态卸荷的液压系统,诣在解决常用液压转向系统机械杆系受力变形、轮胎磨损、液压元件烧坏等不利问题,提高转向系统的操纵稳定性和安全性.基于多学科领域复杂系统建模仿真平台AMESim软件建立汽车液压转向系统的仿真模型.仿真结果表明：系统可解决一些常用转向系统的机械杆系受力变形等问题.有效提高了转向系统的安全性和汽车操纵稳定性,具有一定的经济系效益和安全效益.

应用动力学仿真分析软件ADAMS/Car建立弹簧阻尼器竖向布置式和纵向布置式方程式赛车前双横臂独立悬架仿真模型分别将其装配到整车模型中并在ADAMS/Car软件中进行整车操纵稳定性仿真试验。对比分析仿真试验结果竖向布置式双横臂独立悬架对整车操纵稳定性有所改善。