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模型车稳态漂移的闭环控制试验系统研究
| 论文题名： | 模型车稳态漂移的闭环控制试验系统研究 |
| 关键词： | 汽车动力学;稳态漂移;模型车试验;闭环控制 |
| 摘要： | 传统车辆操纵动力学主要研究汽车稳定工况下的动力学特性。针对汽车高速紧急转向等工况，研究重点主要在采取一系列措施避免失稳的发生。对于汽车转向失稳后，轮胎力进入饱和区从而出现漂移现象的动力学机理缺乏系统的试验研究。近年来，国内外学者对汽车漂移展开一系列理论研究，其中有部分研究表明汽车转向失稳的本质是一种混沌运动，但并未进行实验验证。研究车辆漂移失稳但不失控现象有利于进一步了解车辆漂移运动的动力学和控制机理，而进行模型车实验能更好地验证理论研究成果，并解决实车实验经济性、安全性和成本问题。 本文针对激发模型车稳态漂移现象，设计和搭建了模型车闭环控制试验系统，开展了大量实验。实验结果表明，模型车具有稳定操纵能力，能通过简单控制器实现闭环操控下的稳态漂移实验，实验可重复性高、成本低且具备安全性。本文具体研究内容如下： （1）设计和搭建了模型车闭环控制试验系统 进行模型车载具平台搭建、传感器配置和通讯模块选配等模型车硬件部分设计，完成各部分的安装与测试。以模型车硬件部分为基础设计模型车闭环控制试验系统软件部分，分别对下位机嵌入式框架、主程序和各功能程序进行开发设计；利用C#语言对上位机数据处理模块、主界面模块和实验模块等功能进行程序编写设计；对上位机与下位机间通信以及各部分功能进行测试。实现了对模型车的实时操控、数据信息实时回传和闭环控制等功能。 （2）设计并完成了模型车闭环控制试验系统的基本参数测定与辨识 为使模型车实验更有依据，对模型车的基本参数测定采用仿真与实验相结合的方法。首先设计搭建三线摆实验台测定模型车的转动惯量，其次利用SolidWorks软件和Fluent软件联合得到模型车迎风面积和风阻系数的仿真模拟值，随后利用无传动的滑行实验得到模型车的滚动阻力系数，最后利用圆周实验辨识模型车轮胎侧偏刚度并进行了准确性验证。 （3）设计并完成了模型车稳态漂移实验现象验证 基于模型车闭环控制试验系统，完成模型车稳定操纵实验，并进行基于五自由度车辆模型的仿真实验和模型车实验结果的对比分析，验证模型车具有稳定性且基本符合理论预期。利用闭环控制系统验证高速转向能激发稳态漂移运动，并用五自由度车辆模型进行仿真实验对比，分析实验数据结果表明利用简单闭环控制器能使模型车发生稳态漂移现象。 |
| 作者： | 李云霞 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 施树明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 吉林大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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