驾驶者操作模型.pdf

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1、DesignResearchMATLABSimMechanics1GAModelingofMotorcycleRidersOperationBasedonGeneticAlgorithmChenYongJiansheIndustries(Group)Co.,Ltd.TechnicalCenterMotorcyclebodyandridersoperationaremodeledbasedontheSimMechanicsmodelingtooloftheMATLABsoftware.AlsoaFuzzyc

2、ontrollerwhichusesGAintheoptimizationmethodformotorcycleoperationsimulationmodelisestablished.Thecontrollerisusedtoconductthesimulationoperation.MotorcycleGeneticalgorithmOperationsimulation[1-4]a)b)HBhbBH[1]..:,1995.81mmbh[2],,..:,2001.8c)2006-01-2319671

3、0设计·研究Design·Research不同行驶条件下均能稳定行驶的控制参数需要很每个刚体的输入数据包括：质心及连接点坐多时间，这可能就是在实际摩托车开发工作中没标、质量及惯性力矩、弹簧、阻尼器、轮胎的恒有运用模拟的原因。本文介绍运用遗传算法（GA）定参数等，运用Simulink软件建立1个一阶滞后线[5]开发出来的摩托车骑乘者操作模型，在此模型性轮胎模型，以每个轮胎参数值、轮胎与地面的中可运用MATLAB/Simulink的SimMechanics软件相关数据（高度、中心线弯曲角、横向偏离角和[6]建

4、立踏板车车身模型，如图1、图2所示，并可纵向滑移率）为基础，计算出轮胎和地面接触点任意设定速度和路线。的纵向力、横向力、自位转矩、倾覆力矩和张驰长度。由于此模型以线性为基础，当横向偏离和滚转角值超过公式范围时，此模型将无法使用，只有在踏板车正常行驶条件范围内才适用。笔者在建模型时，轮胎模型参数主要以JARI（日本汽车研究协会）测得的数据为基础，在参考资料[7]的基础上又参考了MathWorksInc.发明的SimMechanics软件演示模型。2骑乘者操作模型在骑乘模拟环境中，通过运用Simulink软件

5、建立的骑乘者操作模型来控制摩托车车身模型。骑乘者操作模型根据等式（1）、（2）计算出驱动转矩和转矩。换句话说，就是将转向阻尼器的效果加到P（D）控制，才能使车辆速度和滚转角更接近于目标速度值和滚转角值。尽管转向阻尼器效果通常是作为摩托车车身模型的一个函数，但由于转向组合产生的摩擦力实际上是骑乘者施加的力，因此把它也包括在等式（2）里。1摩托车车身模型在摩托车沿规定路线模拟行驶中，目标滚转运用SimMechanics软件建立的摩托车车身模角可由等式（3）～（6）式计算得出，并通过如型，在理论上由7个刚体（主

6、车架、骑乘者、转向图3所示的循环路线。组合、前悬架下部、后臂、前后轮）、5个旋转点（转向、后臂枢轴、骑乘者倾斜、前后轮）、1τ=－K(v－v)(1)dp1ref个延长/伸缩接合（前悬架）和4个弹簧阻尼（前τ=－K(φ－φ)－Kφ－Kα｀(2)sp2refd2d3后悬架、骑乘者倾斜、转向）组成。模型包括12ω=v/R(3)个自由度，其中6个与车架（前后、左右、上下滚α=vω(4)转角，螺旋角，偏航角）有关；另外6个与前后轮从图3的几何关系中得出：旋转、前悬架压缩及回弹、转向柱旋转角、骑乘R=(y2＋L2)/

7、2y(5)R者滚转角和后臂旋转角有关。外力包括重力、空气阻力、升力和轮胎载荷。20摩托车技术2006.04设计·研究Design·Research式中：τd——驱动转矩，Nm数的权重因数。φ,φ,φ——滚转角、滚转率、参考滚转角refK，K，KK——最优化增益参数p1p2d2，d3d——转向角率，rad/sR——路线半径，mv——前行速度，m/sω——偏离率，rad/sL——参考长度，mR目标速度＝1，2，3，5，7，10，15m/sτ——转矩，Nms目标滚转角＝0°，2°，10°，20°，30°α——要

8、求的横向加速度，m/s2g——重力加速遗传算法（GA）参数有：度，m/s2群体大小＝200将等式（1）、（2）中K，K，K，K的值p1p2d2d3遗传代数值＝5设定为与不同工况条件相当的值，用于设计模糊突变率＝0.01控制器[8]。第1阶段是寻找目标速度和目标滚转角交换率＝0.64值的理想增益数；第2阶段是建立模糊控制器,以删除率＝0.8顺利连接分散理想值之间的距离。此模型是运用配合函数为：GA产生最优模糊控制器[9]的Sco