三轴转向车辆侧向稳定性控制策略分析.pdf

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1、第30卷第2期计算机仿真2013年2月文章编号：1006—9348(2013)02—0152一04三轴转向车辆侧向稳定性控制策略分析李耀旭，王云超，冯培锋(集美大学机械工程学院，福建厦门361021)摘要：关于汽车转向稳定性能优化问题，根据三轴转向车辆线性二自由度动力学模型，推导了基于质心零侧偏角控制策略的三轴转向车辆各动力学参数与转向中心纵向位移的关系；结合整车侧向稳定性条件，通过分析转向中心纵向位移对整车侧向稳定性和转向灵活性的影响，得出了转向中心纵向位移临界值和前轮过渡角的表示公式；根据整车侧向稳定性条件和适度质心侧偏角

2、条件，提出了质心零侧偏角调度控制策略；利用MATLAB对质心零侧偏角控制策略和质心零侧偏角调度控制策略进行了定量对比分析，结果证明理论分析的一致性。关键词：多轴转向；转向特性；转向中心；质心侧偏角中圈分类号．．TB24文献标识码：BAnalysisofLateralStabilityControlStrategyofThree—-axleSteeringVehiclesLIYao—XR，WANGYun—chao，FENGPei—fbng(MechanicalEngineeringCollege，JimeiUniversity，

3、XiamenFujian361021，China)ABSTRACT：Accordingtotheestablishedlinear2一DOFdynamicsmodelofthree—axlesteeringvehicle，therela-tionshipsbetweendynamicparametersandlongitudinaldisplacementofvehicleturningcenterwerededucedbasedonzelovehiclesideslipanglecontr01．Byconsideringth

4、econditionsoflateralstabilityofwholevehiclesandanalyzingtheinfluencesoflongitudinaldisplacementofturningcenteronthelateralstabilityandturningmobilityofwholevehi-cles，theformulasofthecriticalvalueoflongitudinaldisplacementofvehicleturningcenterandtransitionangleoffir

5、staxlewereobtained．OnthebasisoftlIeconditionsoflateralstabilityandtheconditionsofapplicablevehiclesideslipangle，zerovehiclesideslipangledispatchingcontrolstrategywasproposed．Themaincharacteristicpal'ame．tersofthetwocontrolmethodswerecomparedbyquantitativeanalysisusi

6、ngMATLAB，andtheresultsdemonstratetheconsistencywiththatofthetheoreticalanalysis．KEYWORDS：Multi—axlesteering；Steeringcharacteristics；Turningcenter；Sideslipangle1引言与传统的前轮转向车辆相比，多轴转向车辆因具有良好的转向灵活性和操纵稳定性，在工程领域应用广泛。其中，对多轴转向系统控制策略的研究是多轴转向技术的重点，三轴转向车辆作为多轴转向车辆中比较典型的一种，研究其转向控

7、制系统控制策略，对多轴转向车辆控制系统的研究具有重要的借鉴意义。基金项目：国家科学自然基金项目(51105171)；集美大学优秀青年骨干教师基金(20lIB001)；福建省青年创新基金项目(2010．105118)收稿日期：2012—06—11—152一质心零侧偏角控制策略是多轴转向控制中比较经典的控制策略之一，从文献[1]、文献[2]和文献[3]仿真分析结果可以看出，虽然它较好的改善了车辆低速时的转向机动性和高速时的侧向稳定性，但并不能完全保证车辆在高速时的侧向稳定性。本文在已有研究的基础上H儿引，对质心零侧偏角控制策略进行

8、了修正，即保证了整车高速时侧向稳定性，又发挥了整车转向时的最大灵活性。2三轴转向车辆线性两自由度动力学模型‘4】三轴转向车辆动力学模型如图1所示。由图l建立力的平衡方程为：图1三轴转向车辆动力学模型f专善3¨i+my(r+西)+(m哥+塞¨卢=等砉叫’。【‘+专主醒+卢主¨i