第２８卷第３期 ２０１４年９月 湖北汽车工业学院学报 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈｕｂｅｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｖｏ１．２８ Ｎｏ．３ Ｓｅｐ．２０１４
ｄｏｉ：１０．３９６９￣．ｉｓｓｎ．１００８—５４８３．２０１４．０３．００２
主动前轮转向的操纵稳定性研究
陈升鹏 ，冯能莲 ，汤杰 ，张杨 ，石盛奇 ，潘阳
（１．安徽农业大学工学院，安徽合肥２３００３６；２．北京工业大学环境与能源工程学院，北京１０００２２）
摘要：汽车的主动前轮转向作为汽车主动控制的一个重要组成部分，可以改善车辆的操纵稳定性；横摆角速度 与质心侧偏角作为表征车辆操纵稳定性的２个主要指标，可以作为车辆处于稳定状态的参考。基于模型预测控 制方法，在汽车线性二自由度模型的基础上，使用相同工况下理想的横摆角速度与质心侧偏角作为参考，设计了 模型预测控制器，将二自由度汽车模型与ＣａｒＳｉｍ整车模型进行了联合仿真。结果表明：模型预测控制方法相对 ＰＩＤ控制方法更能有效地提高汽车的主动安全性。 关键词：主动前轮转向；模型预测控制；稳定性；安全性 中图分类号：Ｕ４６１．６ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００８—５４８３（２０１４）０３—００１卜０５
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｈａｎｄｌｉｎｇ Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ Ａｃｔｉｖｅ Ｆｒｏｎｔ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ
Ｃｈｅｎ Ｓｈｅｎｇｐｅｎｇ ，Ｆｅｎｇ Ｎｅｎｇｌｉａｎ ’２，Ｔａｎｇ Ｊｉｅ ，Ｚｈａｎｇ Ｙａｎｇ ，Ｓｈｉ Ｓｈｅｎｇｑｉ ，Ｐａｎ Ｙａｎｇ
（１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ａｎｈｕｉ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈｅｆｅｉ ２３００３６，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ａｎｄ Ｅｎｅｒｇｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００２２，Ｃｈｉｎａ）
第１８卷第２期 山东交通学院学报 ２０１ ０年６月 ＪＯＵＲＮＡｌ ＯＦ ＳＨＡＮＤＯＮＧ ＪＩＡＯＴＯＮＧ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ Ｖ ｏ】．１８ ＮＯ．２ Ｊｕｎ．２０ｌ０
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２－００３２．２０１０．０２．００１
汽车操纵稳定性虚拟仿真研究
彭鹏峰 ，魏 朗
（１．广东白云学院，广东广州５１０４５０；２．长安大学汽车学院，陕西西安７１００５４）
摘要：基于汽车操纵动力学理论建立了汽车动力学模型，利用虚拟仿真技术，以ＺＫ６１００Ｈ客车为仿真对象、 ＶＣ＋＋为平台开发了汽车操纵稳定性虚拟仿真系统，并以转向盘角阶跃输入试验为例进行了仿真分析。该系 统还可以对转向盘角脉冲试验、稳态转向特性试验和单移线试验进行虚拟仿真分析。本研究的完成使得在计 算机上进行车辆操纵稳定性的试验模拟及评价分析成为了可能。 关键词：汽车操纵稳定性；ＭｕｈｉＧｅｎ Ｃｒｅａｔｏｒ／Ｖｅｇａ；虚拟仿真 中图分类号：Ｕ４６１．６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２－００３２（２０１０）０２－－０００１－－０６
随着汽车技术的飞速发展和道路条件的不断改善，车辆行驶速度大幅度提高，对汽车操纵稳定性的
研究日渐重要。传统的研究方法主要采用实车试验法，不仅耗费较大，且有些试验因具有一定的危险性
而难以进行。近ｌＯ多ａ来，随着虚拟现实技术的兴起，以及对汽车动力学模型和轮胎模型的精确构建，
以虚拟现实技术为手段来进行汽车操纵稳定性的研究成为必要和可 ¨。本文基于汽车操纵动力学理
论和虚拟现实技术，以ＺＫ６１００Ｈ客车为仿真对象、Ｖｃ＋＋为平台开发了汽车操纵稳定性虚拟仿真系统。
１车辆动力学模型
在进行操纵稳定性虚拟仿真研究中，建立车辆动力学模型是基础工作之一。虚拟仿真研究要求
具有很高的实时性，因此动力学模型应在满足研究需求的条件下尽量简化。本文建立了９自由度汽车
操纵稳定性动力学模型，９个自由度分别为：转向盘的转动，整车纵向、侧向、侧倾、横摆运动和４个车
２０１０年第２期 车辆与动力技术 Ｖｅｈｉｃｌｅ＆Ｐｏｗｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 总第１１８期
文章编号：１００９—４６８７（２０１０）Ｏ２—０００５—０４
四轮转向汽车操纵稳定性分析
曾 宇， 陈思忠， 杨 林
（北京理工大学机械与车辆学院，北京１０００８１）
摘要：建立了二自由度四轮转向汽车模型的动力学方程，对其进行系统的理论分析得出了四轮转向汽车的质心 侧偏角、横摆角速度、侧向加速度与前轮转角的传递函数．基于某四轮转向样车，对以零质心侧偏角为控制目 标的前后轮转角比例四轮转向车辆的操纵动力学进行了仿真分析，将仿真结果与前轮转向车辆进行对比，阐明 了四轮转向车辆的性能优势．研究结果可为评价四轮转向车辆的设计提供理论依据．
关键词：车辆；四轮转向（４ＷＳ）；前轮转向（ＦＷＳ）；操纵稳定性；仿真 中图分类号：Ｕ４６１．６ 文献标识码：Ａ
Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｈａｎｄｌｉｎｇ Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ ａ ４ＷＳ Ｖｅｈｉｃｌｅ
ＺＥＮＧ Ｙｕ， ＣＨＥＮ Ｓｈｉ—ｚｈｏｎｇ， ＹＡＮＧ Ｌｉｎ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １ ０００８ １，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ２ ＤＯＦ Ｆｏｕｒ—ｗｈｅｅｌ ｓｔｅｅｒｉｎｇ（４ＷＳ）ｄｙｎａｍｉｃ ｍｏｄｅｌ ｗａｓ ｂｕｉｌｔ ａｎｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ａｎａｌｙ— ｓｉｓ，ｉｔｓ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｗａｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｔｏ ｓｔｕｄｙ ｔｈｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅｓ ｏｆ ｒｏｌｌ ａｎｇｌｅ，ｙａｗ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ａｎｄ ｌａｔｅｒａｌ ａｃｃｅｌ・ ｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｖｅｈｉｃｌｅ ｔｏ ｔｈｅ ｆｒｏｎｔ ｗｈｅｅｌ ｓｔｅｅｒｉｎｇ ａｎｇｌｅ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ａ ４ＷＳ ｐｒｏｔｏｔｙｐｅ ｖｅｈｉｃｌｅ，ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｎ
汽车操纵稳定性试验方法
汽车操纵稳定性试验是评价汽车在不同路况和操纵动作下的稳定性表现的重要方法。其试验方法通常包括以下步骤：
1. 直线行驶稳定性试验：车辆沿着直线道路行驶，测试车辆的稳定性和方向盘的响应能力。可以通过急刹车、急加速等方式来测试车辆的行驶稳定性。
2. 曲线行驶稳定性试验：车辆在不同曲线路段上进行转向试验，测试车辆的侧倾角、侧向加速度以及转向的稳定性。
3. 紧急转向稳定性试验：车辆在高速行驶中进行急转向试验，测试车辆的操纵响应速度和稳定性。
4. 突变路面稳定性试验：在不同路面条件下，如湿滑路面或不平整路面上进行操纵试验，测试车辆的抓地力和稳定性。
通过以上试验方法，可以评估汽车在操纵过程中的稳定性表现，为汽车制造商和消费者提供有关汽车操纵性能的重要参考信息。
