四轮定位参数对汽车操纵稳定性的影响研究

摘要

汽车的操纵稳定性是汽车系统研究中最重要的性能之一，不仅影响到汽车驾驶的操作方便程度，而且是决定汽车安全行驶的一个主要性能。汽车的操纵稳定性影响因素包括轮胎的侧偏特性、质心位置、侧倾高度、侧偏刚度、车速、四轮定位参数等，其中四轮定位参数对操作稳定性有着重大影响。汽车的四轮定位参数正确是保证轻型车辆具有良好的操纵稳定性、燃油经济性、安全性等性能的重要前提。因此，研究汽车四轮参数对汽车操纵稳定性影响具有理论参考价值。
　　本文研究内容来源国家自然科学基金资助项目“乘用车四轮定位参数算法与主销后倾角主动控制”(编号51050002)，在对国内外学者在研究汽车操纵稳定性与四轮定位参数的研究成果进行归纳和总结的基础上，得出四轮定位参数对操纵稳定性有着重要影响：结合轮胎的非线性侧偏特性，利用国产某型乘用车为样车，考虑四轮定位参数，建立整车非线性操稳模型；应用数值分析方法研究四轮定位参数对稳态转向的分岔特性，分析主销后倾角、车辆外倾角的分岔转角与分岔车速；应用数值分析方法研究四轮定位参数对非稳态转向的分岔特性，分析不同前后外倾角匹配下车身侧倾随频率的分岔特性；针对本文的研究成果，为下一步的研究方向进行展望。
　　论文的主要创新之处在于：考虑了轮胎的非线性侧偏特性；引入汽车的四轮定位参数建立了含主销后倾角和车轮外倾角的非线性动力学模型来分析汽车转向操纵稳定性；分析了不同的主销后倾角与外倾角在稳态随车速、转角的分岔特性，在非稳态下分析了汽车车身的侧倾的非线性行为，找到了系统中出现的分岔与混沌现象。

目录

文摘

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第一章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 国内外研究状况

1.2.1 汽车操纵稳定性分析

1.2.2 四轮定位参数对操稳影响研究现状

1.3 本课题主要研究内容

第二章 与本文相关的非线性基础理论

2.1 线性稳定性分析和奇点分类

2.1.1 线性方程的解及其稳定性

2.1.2 奇点的分类

2.2 分岔与混沌

2.2.1 分岔的数值计算方法

2.2.2 分岔图概述

2.2.3 相图概述

2.2.4 时间历程图概述

2.2.5 混沌

2.3 Matlab/Simulink简介

2.4 本章小结

第三章 考虑四轮定位参数整车操稳动力学模型建立

3.1 车辆坐标系定义

3.2 车辆动力学方程建立

3.2.1 模型假设

3.2.2 模型建立

3.3 轮胎力学模型

3.4 本章小结

第四章 四轮定位参数影响汽车稳态转向分岔特性数值分析

4.1 主销后倾角对稳态转向操纵稳定性的影响

4.1.1 不同主销后倾角相轨迹分析

4.1.2 不同主销后倾角随前轮转角分岔特性

4.1.3 不同主销后倾角随车速分岔特性

4.2 车轮外倾角对稳态转向操纵稳定性的影响

4.2.1 不同车轮外倾角相轨迹分析

4.2.2 不同车轮外倾随车速分岔特性

4.3 本章小结

第五章 四轮定位参数对汽车非稳态转向分岔特性数值分析

5.1 车身侧倾角随频率的分岔特性

5.1.1 不含四轮定位参数的车身侧倾角随频率的分岔特性

5.1.2 主销后倾角()=3°的车身侧倾角随频率的分岔特性

5.1.3 不同的前后轮外倾角对车身侧倾角随频率的分岔特性

5.2 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

硕士期间参与的科研项目

攻读硕士学位期间发表的论文