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SUV侧翻稳定性的脉冲主动后轮转向技术研究
| 论文题名： | SUV侧翻稳定性的脉冲主动后轮转向技术研究 |
| 关键词： | 运动型多功能汽车;车辆动力学;侧翻稳定性;脉冲主动转向;道路试验 |
| 摘要： | 在过去的20年里，汽车侧翻已经成为一个重要的安全问题。自从上世纪90年代以来，随着SUV汽车在全世界范围的流行和普及，汽车侧翻的事故数量也迅速增多。不仅如此，国内的SUV市场也迅速增长，而价格低廉，性能较差的国产SUV占主要部分，导致汽车侧翻问题逐渐严重造成了重大的人员伤亡和巨大经济损失。由于SUV的重心通常高于普通乘用车，悬架跳动行程也大于普通乘用车，而且行驶路况复杂多样，所以更容易发生侧翻。目前侧翻主动控制技术主要有4类：半主动/主动悬架控制，主动转向控制，差动制动控制，联合控制。本文分别阐述了每种技术的原理及优劣，基于现有技术提出了一种新的脉冲主动转向技术来控制汽车高速急转弯工况下侧翻动态稳定性。进行了以下方面的研究： 首先本文以SUV整车为研究对象，建立了3自由度动力学模型，包括侧向、横摆与侧倾运动。在此模型的基础上，考虑轮胎特性对汽车稳定的影响，采用了线性的轮胎动力学模型。此外，确定了评估汽车稳定的指标参数，选择汽车侧翻因子R作为汽车侧翻评估参数，给 PARS控制器设计提供控制依据。接着，详细介绍了提出的PARS系统，从 PARS概念，转向脉冲信号的设计及参数优化，控制器的选择和设计，为系统的仿真及试验做好预备。 为了验证本文提出的PARS系统的可靠性和有效性，利用CarSim动力学软件建立侧翻模型和Simulink进行联合仿真，在 J-turn、双移线和Slalom工况下对防侧翻控制功能及工作效果行了验证。此外，设计并加工出了该技术的物理原型以及控制模块，安装在某SUV上进行调试。采用GPS和惯导仪系统测量汽车运动及姿态各个参数并和控制器进行反馈。系统性能验证后在典型道路工况进行了试验，包括阶跃转向，双移线，Slalom等工况。 最后，仿真结果和道路试验均表明：控制系统很好的实现了SUV侧翻控制功能，PARS防侧翻主动控制系统对正常行驶时的汽车无干扰，而在汽车即将失去稳定性发生侧翻时，对防止汽车的侧翻有非常有效的改善。本文为进一步深入研究提供有价值的参考和指导作用。 |
| 作者： | 张玉彪 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | Amir Khajepour |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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