尹念东[1]2001年在《汽车—驾驶员—环境闭环系统操纵稳定性虚拟试验技术的研究》文中研究表明基于虚拟现实技术（Virtual Reality）的虚拟试验技术（Virtual Experiment）是一种先进的计算机仿真技术，它在“体验”试验过程，分析、理解仿真的结果，减少试验费用，缩短研究开发时间等方面具有独特的优势，是科学界和工程界所关注的技术之一。汽车操纵稳定性是汽车智能交通系统、汽车主动安全技术、汽车自动驾驶和车辆巡航技术的基础，而汽车操纵稳定性的研究往往需要进行计算机仿真。把虚拟试验用于汽车操纵稳定性研究，则为车辆运动仿真提供了一种新的研究方法，具有理论的深刻性和实际应用的双重意义。围绕着汽车操纵稳定性的虚拟试验技术的研究，本文在设计与建立虚拟现实系统、开发虚拟试验平台、建立模糊汽车模型和模糊神经网络驾驶员控制模型、试验与仿真结果的对比等方面进行了探索性的工作。主要研究成果如下： 首先，本文提出了汽车操纵稳定性虚拟试验的概念，所谓虚拟试验就是把虚拟现实技术用于汽车操纵稳定性的试验研究中，交互地改变诸如车辆参数、道路条件、驾驶员控制机理等试验的条件和参数，模拟真实试验，以分析、验证理论和假设的正确性。在查阅了国内外大量文献资料及研究动态的基础上，本文设计并建立了能满足本课题需要的一套桌面虚拟现实系统（Desktop VR）。 然后，基于所设计的桌面虚拟现实系统（Desktop VR），笔者在Visual C++6.0和OpenGL环境下，用面向对象的技术开发了“汽车操纵稳定性虚拟试验平台”，并在该试验平台上进行了桑塔纳轿车（330K8DLOLSD1）操作稳定性典型路况（双移线、蛇行线）的虚拟试验（仿真试验）。虚拟试验结果表明：虚拟试验能较好的虚拟再现实车试验的场景，参与者能交互地控制仿真过程，使人们对车辆运动仿真的分析、理解变得更为容易。 第叁，在汽车---驾驶员---环境闭环系统研究中，基于模糊逻辑理论，建立了通用的六因子调整（自适应）模糊汽车模型。弥补了现有的汽车模型都是针对某一具体的车型而建立的不足。这使得该汽车模型具有实用的价值，是在汽车建模型理论上和方法上的突破。 第四，提出了在自然坐标下的驾驶员前视预瞄轨迹的预瞄策略，给出了横向预瞄偏差的概念，建立了基于横向预瞄偏差的驾驶员前视轨迹控制模型。与现行的驾驶员预瞄模型相比，该模型物理意义清晰，分析计算简单、实用性强。基于模糊神经网络理论，建立了模糊神经驾驶员控制模型，用BP网络实现了控制规则、隶属度函数的模糊映射。模糊神经驾驶员控制模型能对驾驶员的知识进行学习和记忆，在一定程度上体现了驾驶员的智能行为。汽车模型和驾驶员控制模型的研究为虚拟试验提供了试验数据。 最后，进行了汽车操纵稳定性的道路试验（包括单移线试验、双移线试验、蛇行线试验和大回转试验）。为汽车模型、驾驶员控制模型提供了训练数据和检验数据，同时也为汽车操纵稳定性的虚拟试验提供了运动数据。本文还进行了汽车操纵稳定性闭环试验试验结果与仿真结果的对比，结论是：汽车试验的运动轨迹与汽车理论仿真的运动轨迹具有较好的一致性，我们所建立的模糊汽车模型、模糊神经驾驶员控制模型和由其组成的汽车---驾驶员---环境闭环系统模型是正确的和可行的。 本文的研究工作对虚拟现实在车辆工程中的其他应用研究、车辆驾驶模拟器、汽车自动驾驶和车辆巡航技术的研究开发具有重要的参考价值和一定的理论指导意义。
尹念东[2]2004年在《汽车操纵稳定性的研究进展》文中指出介绍了汽车操纵稳定性的研究进展 ,综述了基于汽车—驾驶员—环境 (道路 )闭环系统、模糊逻辑控制理论、神经网络、虚拟试验技术对汽车操纵稳定性的研究应用 ,这对全面了解汽车操纵稳定性问题具有借鉴作用。
伊鸿慧[3]2006年在《基于虚拟样机技术的整车操纵稳定性建模与试验研究》文中研究说明汽车操纵稳定性能是指汽车在行驶时接受驾驶员的控制能力及行驶方向的稳定能力。操纵稳定性是影响车辆行驶安全的关键因素。特别是在现代高速轿车生产制造中，操纵稳定性显得更加重要，已成为评价汽车性能的重要技术指标之一。因此，如何设计汽车的操纵稳定性，以获得良好的安全性一直是汽车研究人员所关注的热点问题。 随着计算机技术的迅猛发展，计算机仿真技术在汽车工业中得到广泛应用。特别是多体动力学理论、虚拟样机技术以及虚拟试验技术的发展，开拓了基于多体系统动力学理论的虚拟样机技术在汽车操纵稳定性研究和设计领域中的应用。 本文的重点是运用虚拟样机技术，系统地完成以汽车操纵稳定性为研究对象的虚拟样机设计流程。利用虚拟样机技术建立实际车辆的整车动力学模型，在此基础上根据汽车操纵稳定性标准试验进行了操纵稳定性仿真研究。主要工作成果有： 首先，根据汽车操纵稳定性试验分析的要求和特点，参照某款国产车的结构参数，利用ADAMS／Car软件建立相对简化的汽车整车叁维参数化实体结构模型，包括前后悬架系统、转向系统、轮胎及车身等结构，完成虚拟样机建模。 然后，根据ADAMS的闭环仿真控制原理，参照汽车操纵稳定性试验方法的国家标准，编写试验所需的仿真控制文件，进行双移线和蛇行仿真试验。将虚拟试验数据与实车道路试验数据进行比较，结果显示样机模型基本正确，适用于汽车操纵稳定性研究。
曹建永[4]2015年在《基于人—车—路闭环系统的汽车操稳试验及评价方法研究》文中认为伴随汽车工业的蓬勃发展,汽车的安全、节能和环保成为汽车研究的叁大热点,其中,安全性是汽车性能的重中之重。在安全方面,行车安全尤为重要,汽车操纵稳定性是反映行车安全的重要指标,也是汽车底盘开发过程中最关键的性能之一,将直接关系到汽车的主动安全性能。因此,对操纵稳定性进行有效的评价是汽车底盘开发过程中的核心步骤之一,国内主机厂往往需要依靠国外技术力量才能完成底盘操纵稳定性的评价与提升。所以,如何对设计的车辆实施客观试验验证并进行评价,最终实现汽车安全性的提升,成为了当前汽车工程领域的重要前沿课题之一。实车试验是评价车辆操纵稳定性的基本手段,关于实车试验与评价方法的研究是汽车操纵稳定性研究的重要课题。车辆的操纵稳定性受到汽车结构、道路环境和驾驶员等因素影响,传统的客观评价忽略了驾驶员、道路和车辆之间的相互影响,存在一定的不足,因此传统的操纵稳定性试验评价主要是基于驾驶员的主观评价,然而主观评价结果会受到驾驶员个体差异的影响,误差较大。本文围绕着人-车-路虚拟试验方法、实车道路试验方法和客观评价方法叁个领域进行了深入的研究,试图探索一种用于车辆操纵稳定性试验的客观评价试验方法,提出了一种在计算机上进行数字仿真,并与实车道路试验相结合的方法,该方法可以代替真实驾驶员进行实车道路试验,扩大了计算机仿真分析技术在汽车研发中的应用。更为重要的是,该方法可以避免驾驶员个体差异对试验结果的影响,同时减少了试验的危险性。在此基础上,本文对车辆操纵稳定性的客观评价方法进行了研究,对操纵稳定性评价指标的权重系数进行了分析,提出了一种基于主客观赋权的客观评价分析方法。本文主要针对以下内容展开研究:一、根据预瞄-跟随理论,结合车辆和驾驶员状态反馈信息,建立了预瞄–补偿优化神经网络驾驶员模型。驾驶员模型结构的确定和关键参数的选取是准确预测驾驶员行为的基础,本文通过研究驾驶员车辆感知模型、驾驶员的预瞄时间、反应时间和惯性延迟时间确定了驾驶员模型参数。利用开环辨识试验得到车辆的数学模型,通过与实车的场地数据在不同车速和不同稳态侧向加速度的阶跃输入下进行对比,验证了辨识模型的正确性。最后,建立人-车-路虚拟闭环试验系统,通过典型的对开/对接路面对人车路闭环系统进行了分析,仿真结果表明人-车-路闭环试验系统可以有效地模拟驾驶员驾驶车辆的行为。二、实车试验测试方法研究。为了准确评价汽车操纵稳定性,需要分析测试设备的技术参数,因此,操纵稳定性试验中试验设备的整合是操纵稳定性评价的关键环节。本文分析研究了操纵稳定性的开环和闭环试验方法,确定了整车测试试验变量及其要求,提出了试验测试装置的参数要求,根据实际测试过程中遇到的问题改进和试制试验夹具,对车辆操纵稳定性试验设备组合方案进行了必要的研究,减少了在测试过程中测试变量的冗余。叁、人-车-路闭环系统在实车道路试验中的应用。本文通过对目前国内外操纵稳定性试验评价方法进行分析,基于转向机器人,采用虚拟计算和实车的道路试验相结合的方法,实现了人-车-路闭环系统在实车的道路试验中的应用。分析了车辆模型和驾驶员模型,搭建完成了实车的道路试验测试系统。同时,分析了侧向位移的测量误差及其产生机理,通过改进传感器及其安装位置提高了侧向位移的测量精度。对双移线和蛇形试验等典型工况试验进行了实车行驶轨迹研究,得到了理想的实车行驶轨迹。将其输入到人-车-路闭环系统,通过优化算法得到了典型工况下驾驶员的操纵输入。同时,将驾驶员和场地的不确定性耦合在方向盘转角中。最后,将此转向盘输入转向机器人,并在试验场进行实车验证实验,将所得结果和真实驾驶员的测试结果进行了对比。试验结果表明,该试验方法在规定的工况下可以圆满地完成试验任务。四、汽车操稳性的客观评价方法研究。在操纵稳定性试验方法的研究基础上,选择车辆和驾驶员。通过多策略评价赋值的思想对客观评价指标进行赋值,并根据驾驶员进行主观赋权优化主客观偏好系数,得到了结合主客观赋权的客观评价指标权重系数,并确定了操纵稳定性试验的客观综合评价方法;最后,根据选取的驾驶员和车辆对论文提出的试验系统及客观评价方法进行了初步实车道路试验,根据典型工况下的车辆操纵稳定性试验数据,得到了车辆操纵稳定性试验的主客观评价结果,以此为基础,分析了车辆操纵稳定性主客观评价的一致性,验证了本文所述的操纵稳定性客观评价方法的可行性和正确性。
刘星星[5]2006年在《基于虚拟技术的汽车操纵稳定性虚拟实验系统的研制》文中研究表明汽车操纵稳定性是指汽车在行驶状况下，接受驾驶员控制的能力以及行驶方向的稳定性。它不仅表征汽车驾驶的操纵方便程度和乘坐的舒适性，更是汽车高速行驶的一个主要安全性能指标。随着现代汽车速度的提高，对汽车操纵稳定性的要求也越来越高，因而对汽车操纵稳定性的测试方法也有了更高的要求。传统的汽车操纵稳定性试验方法都是在样车试制之后，通过多次、重复的实车试验来完成。该方法周期长、效率低，已经不能满足现代汽车开发速度和开发质量的要求。 本文依托院长基金项目《基于虚拟现实与虚拟仪器的测试与诊断技术研究》的子课题《基于虚拟现实的计算机整车仿真分析技术与系统的基础研究》，开展了在虚拟现实环境下汽车操纵稳定性的研究，为汽车操纵稳定性试验提供了一个全新的试验方法，整个虚拟试验系统都是以数据流为导向，完全的计算机化、数字化，因而能在样机试制之前为汽车操纵稳定性提供一个较为全面的主客观评价。论文各个章节的主要内容安排概括如下： 第一章为绪论，主要介绍了操纵稳定性的评价方法及研究现状，并结合本论文的需要介绍了虚拟样机技术及虚拟现实技术的意义及发展现状，最后概要介绍了本轮文的研究内容及论文的总体框架。 第二章建立了进行操纵稳定性试验的汽车数学模型，讨论了动力学相关理论及动力学分析软件ADAMS。为便于驱动虚拟现实系统中的汽车模型，进行基于ADAMS的操纵稳定性蛇形试验仿真分析，然后从中提取了一些汽车运动位姿数据曲线图，并对曲线图作了平滑化处理。 第叁章构建了虚拟现实系统，包括硬件的组成与软件系统的设计。研究了虚拟现实软件包WTK的功能特性，讨论了基于WTK软件包的虚拟场景和运动模型的构建方法与实现技术。最后，实现了在虚拟现实系统中对LabView仪表控件的调用。 第四章研究了仿真系统软件模块的编制方法，完成了蛇形试验的虚拟仿真软件系统的编制及其硬件系统的调试。 第五章回顾与总结了全文的研究内容，归纳了本文的主要研究成果，并对今后的研究工作做了展望。
刘进伟, 吴志新, 徐达[6]2006年在《汽车操纵稳定性研究方法探讨》文中指出本文综述了操稳性研究和评价的历史、现状和存在的问题,着重介绍了客观评价、主观评价、人—车闭环系统综合评价等几种评价方法,以及基于汽车—驾驶员—环境(道路)闭环系统、模糊逻辑控制等几种研究方法。提出了操稳性研究的发展趋势,这对全面了解汽车操纵稳定性问题具有指导和借鉴的作用。
王世东[7]2011年在《基于响应面方法的某轿车操纵稳定性仿真分析与优化》文中研究指明随着汽车的逐渐普及,交通事故发生率也呈现逐年上升的趋势,汽车的主动安全性已成为学者们研究的重点;操纵稳定性是影响汽车主动安全性的主要因素,人们称之为“高速车辆的生命线”,它成为现代汽车的重要使用性能之一。对操纵稳定性的研究,主要是通过虚拟样机仿真与试验分析相结合的方法;虚拟样机技术具有成本低、可重复性强及周期短等优点,所以受学者们的青睐。本文所进行的研究主要是基于ADAMS/Car软件。本文首先对响应面方法及多目标遗传算法进行了简单的介绍,作为对后续工作的铺垫。利用ADAMS/Car提供的模板,进行参数修改后建立各个子系统,最后在ADAMS/Car的Standard界面下将各子系统与试验平台组装成整车动力学模型。然后,对麦弗逊前悬架系统进行仿真分析,在试验设计的基础上建立车轮定位参数在车轮跳动过程中最大变化量的二阶响应面近似数学模型,最后对该模型进行稳定性分析,并且应用加入精英保持策略和去除重复个体算法的NSGA-II优化算法对多目标响应面模型进行优化求解。优化结果显示该方法具有较高的精确性与有效性。最后,在前悬架已优化的基础上,进行整车操纵稳定性的典型试验分析,分析结果表明目标车具有优化的必要性。以闭环试验客观定量综合评价指标为目标函数,汽车悬架刚度、阻尼及横向稳定杆刚度为设计变量,以响应面方法为手段进行操纵稳定性的优化。通过对比分析侧向位移、侧向加速度、横摆角速度等优化前后的数据,表明经过优化显着改善了汽车的操纵稳定性。
潘国昌[8]2009年在《车辆操纵稳定性虚拟仿真及优化》文中提出随着汽车的普及,人们对汽车的要求越来越高,在获得良好的动力性和燃油经济性的同时,还要求获得良好的操纵稳定性和行驶平顺性。对于这些要求,只有通过对汽车系统动力学的深入研究才能实现。采用虚拟试验的手段有助于缩短汽车整车的开发周期,降低开发成本,减少开发风险并且能尽快推出高性能的新车,已被工程师普遍接受。多体动力学软件中adams使用最为广泛,使用adams可让设计者在汽车设计阶段便能很好地了解该车的性能。本文在ADAMS/CAR环境下建立了某SUV车的135自由度整车多体系统开环模型,按照国家标准要求,以该模型为基础对稳态转向特性、瞬态转向特性、回正特性等进行了仿真分析,并编制了驾驶员控制文件,对该车的蛇行性能、转向轻便性进行了仿真分析。通过对仿真结果的评价分析可知:该车具有较好的回正性能、蛇行性能、转向轻便性,但其稳态回转性能和瞬态转向性能一般。本文以整车质量、前轴轴荷、后横向稳定杆扭转刚度这3个参数作为优化设计参数,对整车多体系统进行了优化分析,优化后该车的转向特性得到了明显的改善。
袁鸿[9]2010年在《轻型客车系列化设计中悬架通用化的研究》文中指出随着我国汽车行业迅猛发展,汽车制造企业之间的竞争也越来越激烈,而竞争的核心内容之一是汽车产品成本控制和产品更新换代速度,产品系列化是众多行之有效的方法之一。本文是依据某汽车企业的轻型客车系列化设计、开发、试验、生产过程中涉及到的大量理论分析和实际工作结果总结而成的。该项工作总体任务是以现有成熟的轻型客车为基础,以尽可能减少新开发的车身零部件、底盘零部件为方向,最终实现车型系列化为目的,即在现有车型基础上,形成加长车型、加长加宽加高车型等一系列车型。作者根据现有轻型客车的基础设计参数、结构以及标准车型、加宽车型和加长加宽车型总布置尺寸约束参数,构建了标准车型、加宽车型以及加长加宽车型前悬架系统模型、后悬架系统模型、整车运动仿真模型。通过实车试验,对标准车型、加长加宽车型整车实际操纵性能与运动仿真结果作了对比分析。提出了轻型客车的操纵稳定性仿真试验项目与现行条件下实车试验项目之间可以对比的范围。作者综合运用车辆动力学开发的叁种典型方法——虚拟样机仿真分析、物理样机客观评价、物理样机主观评估及调试,对系列化车型开发的各个环节进行研究,针对车辆动力学中的核心内容——操纵稳定性、平顺性及制动性进行系列化研究,将叁种方法有机的融为一体,扬长避短,对标准车型、加宽车型以及加长加宽车型进行深入的研究,对系列化车型悬架系统的主要动力学参数进行优化设计。本文的研究成果,首次应用于国内某轻型客车的系列产品实际开发过程之中,取得了很好的效果,为企业节省了大量的零部件开发费用和整车试验费用,缩短了产品开发周期。
任凯[10]2010年在《微型客车多体动力学仿真分析及优化》文中指出本文以东风小康某型微型客车为研究对象,运用多体系统动力学理论和方法,进行了基于动力学仿真的悬架优化设计方法和面向整车性能分析的动力学仿真分析评价。本文利用虚拟样机软件ADAMS/CAR建立了各子系统和整车的多刚体动力学仿真模型。为提高仿真模型的计算精度,在建立的整车多刚体动力学模型的基础之上,对汽车横向稳定杆和钢板弹簧等柔性体,运用模态集成方法和离散化方法进行模拟仿真。采用了图纸查阅、理论推算、试验测试和CAD建模相结合的方法获取了整车动力学性能仿真模型所需的基本参数。建立的该型微型客车各子系统和整车虚拟样机模型为同种类车型的研究提供具有借鉴价值的数据库。以东风小康该型微型客车为仿真对象,采用同向轮跳方法研究了该型汽车前悬架的运动学特性以及悬架重要硬点布置对整车动力学性能的影响。采用试验设计(DOE)方法对该车的前轮定位参数进行了研究。采用了一种控制典型工况下前轮定位角度值与理想值偏差的优化目标函数,利用正交设计方法对前轮定位参数进行了优化设计,通过优化前后模拟实验与台架试验的实际测试值的对比,验证了该方法在优化悬架性能和整车动力学性能上的有效性和先进性。在建立的整车多提动力学模型的基础上,按照国家法规要求,对整车进行操纵稳定性和行驶平顺性仿真。分别进行转向盘转角阶跃输入、转向盘角脉冲输入、蛇形、转向轻便性、转向回正性、稳态回转、随机路面输入和脉冲路面输入等八种工况的仿真。按国家标准进行仿真工况的参数设置、数据处理和评价计分。根据计分结果找出优化方向并进行优化。通过本文的研究,建立了ADAMS/CAR环境下的一整套适用于微型客车动力学仿真的虚拟样机模型,大大简化了后续研究中同类型车的前期工作,熟悉了有效的分析和优化方法;为后续更加完善准确的仿真分析和验证试验奠定了良好的基础。
参考文献：
[1]. 汽车—驾驶员—环境闭环系统操纵稳定性虚拟试验技术的研究[D]. 尹念东. 中国农业大学. 2001
[2]. 汽车操纵稳定性的研究进展[J]. 尹念东. 黄石高等专科学校学报. 2004
[3]. 基于虚拟样机技术的整车操纵稳定性建模与试验研究[D]. 伊鸿慧. 浙江大学. 2006
[4]. 基于人—车—路闭环系统的汽车操稳试验及评价方法研究[D]. 曹建永. 上海交通大学. 2015
[5]. 基于虚拟技术的汽车操纵稳定性虚拟实验系统的研制[D]. 刘星星. 浙江大学. 2006
[6]. 汽车操纵稳定性研究方法探讨[J]. 刘进伟, 吴志新, 徐达. 轻型汽车技术. 2006
[7]. 基于响应面方法的某轿车操纵稳定性仿真分析与优化[D]. 王世东. 湖南大学. 2011
[8]. 车辆操纵稳定性虚拟仿真及优化[D]. 潘国昌. 上海交通大学. 2009
[9]. 轻型客车系列化设计中悬架通用化的研究[D]. 袁鸿. 吉林大学. 2010
[10]. 微型客车多体动力学仿真分析及优化[D]. 任凯. 上海交通大学. 2010
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