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极限工况下车辆横向非线性动力学特性与主动控制
| 论文题名： | 极限工况下车辆横向非线性动力学特性与主动控制 |
| 关键词： | 极限工况;车辆非线性动力学;转向失稳;蒙特卡洛模拟;滑模控制;神经网络控制 |
| 摘要： | 当车辆处于极限工况时，其运动状态易发生突变，且由于轮胎力接近饱和，车辆系统对外界的激励最为敏感，及时有效的主动控制介入成为了维持车辆极限工况稳定的关键。研究车辆极限工况非线性动力学，探索车辆系统失稳机理与车辆临界状态判定方法，并以此为基础进行极限工况横向稳定性控制研究对于提升车辆极限工况行驶安全性有着重要的意义。本文的主要工作如下： （1）利用Lyapunov方法、相平面法与分岔理论对车辆转向失稳的机理进行研究，以系统参数分岔作为系统特性改变的标志，将失稳过程划分为三个阶段，并分别对其系统动力学特性进行研究，进而提取失稳边界数据用于构建阈值模型，以实现对系统失稳临界趋势的预判。 （2）提出一种基于车辆非线性系统的局部开环最优控制策略。明确极限工况主动力矩干预控制的评价指标，并利用蒙特卡洛模拟的方法对主动力矩控制序列进行随机抽样模拟，并用数值分析的方法分析模拟数据与评价指标的对应关系。 （3）设计了极限工况横向稳定性控制策略，利用蒙特卡洛模拟得到的最优控制序列数据构建极限工况控制模型，同时利用非线性阈值模型实现极限工况与常规工况的准确切换，并将具体的融合策略用于常规滑模控制器与极限工况神经网络控制器实现实时控制。 最后搭建Matlab/Simulink模型并在Carsim中对该极限工况车辆横向稳定控制系统进行了多工况仿真，分别分析了不同极限工况控制过程中车辆的运动性能与稳定性能。仿真结果表明，本文基于非线性动力学分析提出的局部最优控制策略的效果明显，保证了车辆极限工况的横向稳定性。 |
| 作者： | 娄百川 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 李玉芳 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南京航空航天大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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