汽车操纵稳定性模型验证方法研究

【摘要】车辆动力学模型在整个汽车开发周期的发挥着越来越重要的作用，可以降低研发成本，缩短汽车开发周期，提高产品质量，其中车辆动力学模型的精度是仿真模型在应用中必须要面对的。操纵稳定性是汽车使用性能很重要的一个方面，本文从车辆动力学模型的操纵稳定性入手，研究关于操纵稳定性模型的方法。寻找了适用于操纵稳定性模型验证的数学方法，提出了从时域稳态、时域瞬态和频域对操纵稳定性模型进行验证的分类方法，并给出了具体的验证应用。1、模型验证数学误差算法研究。为了定量地对比车辆动力学模型和实际车辆系统之间的误差，需要寻找出对应的误差算法。因此本文首先探究了适用判断于时间历程曲线误差的数学误差算法，确定了操纵稳定性模型验证的误差算法，即通过动态时间规整，利用相位误差、幅度误差来反映仿真模型对实际系统描述的精确程度；操纵稳定性指标的误差用相对误差和绝对误差来描述。2、车辆操纵稳定性模型验证体系的研究。车辆操纵稳定性主要包括汽车的方向响应特性、侧倾特性、回正特性，即汽车在某一转向盘转角、转向盘力、前进车速输入下，车辆的横摆角速度、侧向加速度和侧倾角的响应；本文还从车辆动力学角度分析了这些响应量与车辆建模的关系。为了全面的验证车辆操纵稳定性模型，本文把验证工况分为时域和频域，时域又分为稳态和瞬态两部分。其中时域稳态验证分析了定半径、定转角、定车速稳态回转试验和转向盘转角阶跃中的稳态值，从时域角度考虑了车辆模型的稳态响应精度；时域瞬态验证分析了转向盘转角阶跃试验、“中心区”操纵稳定性试验、急剧移线试验、转弯时中断动力输出试验和转向回正试验，从时域角度考虑了车辆模型的瞬态响应精度；频域验证分别分析了车辆在不同角输入频率和力输入频率下的响应，通过角脉冲试验和撒手稳定性试验来对模型进行验证。本文还从模型验证完备性出发，分析了车速和方向盘转角输入对模型响应的影响，最终确定了各个验证试验的具体工况，并匹配以相应的模型验证误差算法。3、根据操纵稳定性模型验证方法，按照稳态时域验证、瞬态时域验证和频域验证的分类，给出操纵稳定性模型验证的具体实例。
【作者】王世川；
【导师】詹军；
【作者基本信息】吉林大学，车辆工程，2014，硕士
【关键词】车辆动力学；操纵稳定性；模型验证；误差算法；

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