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基于试验的汽车操纵逆动力学的建模与评价
| 论文题名： | 基于试验的汽车操纵逆动力学的建模与评价 |
| 关键词： | 汽车操纵逆动力学;二次型单神经元;自适应PID控制理论;仿真建模 |
| 摘要： | 本文在分析了汽车操纵逆动力学、汽车操纵稳定性评价国内外研究现状的基础上，采用理论分析与实车试验相结合的研究方法。一方面基于二次型单神经元自适应PID控制理论，以建立的考虑轮胎侧偏特性非线性的三自由度汽车转向模型为对象，进行高速紧急避让工况下汽车操纵逆动力学仿真研究。另一方面基于模糊多级综合评判理论，建立汽车操纵稳定性评价体系，评价汽车操纵稳定性。本论文完成的主要工作如下： (1)完成某两款样车的操纵稳定性试验，选取跟踪路径分别为蛇形线、单移线和双移线，测得每种工况下各个响应状态变量的试验结果，并记录跟踪路径蛇形线时相关指标的驾驶员主观评价结果。 (2)考虑轮胎侧偏特性非线性，建立包含轮胎侧偏特性非线性的三自由度汽车角输入转向模型。基于二次型单神经元自适应PID控制理论，建立紧急避让汽车转向控制模型，并通过实车试验验证。在此基础上，确定高速紧急避让工况下的避让路径为蛇形线和双移线，对两款样车车型进行仿真分析。仿真结果表明，随着车速下降，驾驶员操纵负担略重，横摆角速度和侧向加速度都有不同程度增加，但车身侧倾角却有所减小。 (3)基于模糊多级综合评判理论，根据实车试验统计的驾驶员打分，建立汽车操纵稳定性评价体系。与此同时，基于实车试验，对两款车操纵稳定性进行客观评价，其评价结果与模糊多级综合评判结果吻合度较高。在此基础上，应用多岛遗传算法对汽车相关参数优化，优化前后的车辆分别以不同车速跟踪给定单移线路径。结果表明，优化后汽车在不同车速下均能明显地提高路径跟踪精度。 综上所述，本文一方面基于二次型单神经元自适应PID控制理论，建立了高速紧急避让工况下汽车转向控制模型，控制效果较好，并且随着车速不同具有较好的鲁棒性。另一方面基于实车试验，建立了汽车操纵稳定性模糊多级评价体系，其评价结果与实车试验的客观评价结果吻合度较高。在此基础上，应用多岛遗传算法对相关汽车参数进行优化，不仅验证了遗传算法在高速紧急避让研究中的可行性，而且对辅助驾驶问题的研究亦具有一定的参考价值。 |
| 作者： | 刘文婷 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 阮米庆;赵又群 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南京航空航天大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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