纯电动suv汽车的操纵稳定性仿真分析(附件)
为了考量纯电动汽车的行驶安全性，以汽车操纵稳定性为研究对象。本文主要研究汽车的操纵稳定性影响因素以及分析汽车轮速与滑移率对汽车操纵稳定性的影响，分别介绍了制动系、转向系和行驶系对操纵稳定性有何影响。之后重点剖析了纯电动SUV汽车的操纵稳定性与动力性，通过Matlab软件对汽车的动力学进行仿真建模，并且用子软件Simulink建立数学模型分析了汽车轮速与滑移率对汽车操纵稳定性的影响。最终得出滑移率保持在最佳控制点附近时，则能够得到较大的纵向附着系数。关键词 纯电动，SUV汽车，操纵稳定性，matlab，仿真分析
目 录
1 引言 1
1.1 课题研究的背景 1
1.2 国内外对于汽车操纵稳定性的研究发展状况 1
1.3 课题研究的意义 2
2 操纵稳定性影响因素分析 3
2.1 车辆的操纵稳定性概述 3
2.2 纯电动SUV汽车的性能与参数 3
2.3 车辆的操纵稳定性影响因素 5
2.4 基于MATLAB的车辆纵向动力学分析 7
3 纯电动汽车操纵稳定性仿真分析 10
3.1 MATLAB/Simulink软件简介 10
3.2 汽车操纵稳定性仿真建模 11
3.3 操纵稳定性仿真结果及分析 14
结 论 18
致 谢 19
参 考 文 献 20
1 引言
汽车速度越来越高，随之而来的就是怎么改善安全性能的问题，影响其安全性能的其中一个重要因素是操纵稳定性。因此，关注汽车的操纵是不是稳定的就显得十分有必要[1]。受限于科研资金和科研时间，不可能对汽车具备的性能都实现检验，所以对其进行仿真试验是一个可行的办法[2]，现在兴起的汽车动力学仿真技术得到越来越多人的关注[3]。本文基于MATLAB平台，完成了对汽车的操纵稳定性的仿真模拟，并对结果进行了分析评价。
本文以车辆的二自由度模型为基础，采用实验以及优化分析的方法，针对整车模型进行操纵稳定性和平顺性实验。模型建立后，通过实例验证，保证了模型的正确性，并对模型进行动力性分析，给出结论，确定论文的研究内容与方向对以后的研究有着非同小可的 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
意义。
1.1 课题研究的背景
鉴于路面存在着各式各样的情况，故而汽车行驶的方式也不同，分为直线和曲线行驶。当意外状况发生的时候，为了尽可能避免或者减小事故的发生，操作人员要随机应变的做出转向操作[4]。除此之外，在行驶的过程中汽车还会受到其他因素的影响，比如说地面不太平整，天气恶劣。在这种情况下，对汽车的操作稳定性要求就变高了[5]。尤其在汽车的速度越来越高的时候，这个问题就更加凸显出来。操纵稳定性之所以有“高速汽车的生命线”之称，不仅是因为其直接关联到操纵舒适度和易操作性，更重要的是其可以左右汽车在行进时的安全程度。根据上述解析，本文认为针对汽车稳定性的研究是势在必行的，这是一个广受关注的重点研究课题。
汽车控制的完成是依赖驾驶员操作转向系统的，在平常的外部条件是可以达到其要求的，但是当处于恶劣的外部环境或者紧急的情况，对于汽车的控制就变的相对困难[6]。很大部分的交通事故都是产生在这种情况下的，因此要在这类状况下添加辅助的控制功能，用以改善汽车的操作稳定性。
1.2 国内外对于汽车操纵稳定性的研究发展状况
1.2.1 国内对于汽车操纵稳定性的研究发展状况
在上世纪70年代，我们国家展开了对车辆动力学的研究。早期对此项课题进行研究的机构是清华大学和长春汽车研究所。
郭孔辉在1981年设计出关于人一车闭环系统的评价体系，接着建立了12自由度汽车动力学仿真模型。基于此模型，动态模拟国家重点实验室也设计出了一套29个自由度的汽车动力学仿真模型。从此之后，涌现出来了很多这类研究，其中温吾凡、林逸等学者对车辆动力学有进一步的做了分析，并且给出了关于完善整车动力学特性的有关参考。现阶段，汽车动力学理论的实际应用屡见不鲜，通过计算机能将上百个自由度的车辆模型能计算出结果来。尽管如此，汽车生产商还是不会利用汽车理论去取代之前的详细的开发步骤，这是由于在汽车的研发过程中，主要还是需要依赖工作人员的主观预估能力和以往积累的经验。
1.2.2 国外对于汽车操纵稳定性的研究发展状况
上世纪初，英国的学者写出了关于汽车动力学的文献，开启了对操纵稳定性的研究。在上世纪20年代，大家慢慢认识到汽车的震动问题，形成了驱动学的原理以及车辆平顺的理论。1925年，侧偏和侧偏角的被第一次提出，人们对操作稳定性有了更加清晰更加具体的了解。上世纪中期，操纵动力的发展迈向了崭新的阶梯，这为其自身动力学线性域的研究提供了许多助力，1956基于三自由度的车辆数学模型被建立，奠定了后续的车辆动力学模型，是重大的历史事件。
1.3 课题研究的意义? ?
汽车的性能到底怎么样，可以从操纵稳定性角度来评判，汽车想要正常上路行驶就必须要有良好的可操纵性，这也是诸如车辆巡航技术等其他汽车技术能够进行研究和运用的前提。但汽车的操纵性不好时，汽车有可能发生反应速度慢、左右摇摆、制动不稳定的现象，甚至导致汽车出现侧翻的现象。汽车操纵稳定性可以阐述为：当驾驶人员状态不佳的情况下，汽车依旧可以听从驾驶人员的操控所行进，纵使环境对汽车会造成影响，但是它稳定的功效并未受环境左右。由于亟需考虑的要素比较繁冗，故而这一项研究并不是一件简单的事情，而是变得越来越复杂。尽管在这方面的现有的文献有很多，而且各自有提出数学模型来进行评价的指标和各类实验办法，但是到目前为止，还是没能出现被大部分人所认可的最佳方法[7]。针对这个问题，汽车行业迫切需要合适的操纵稳定性客观评价体系，用来确定新车的产品设计方向，并且也要为新车的参数和系统的硬件给与理论依据的支撑。再者，怎么样众多复杂的指标中快速的找到正确的用来表示汽车操纵稳定性的核心性能，这对减少汽车的实验时间和实验耗费的资金意义重大，还能一定程度上改善汽车行业的自主研发能力和竞争力[8]。
本章节介绍了该课题研究汽车操纵稳定性的背景，让我们知道汽车在行驶过程中要受到路面摩擦力和空气外界阻力的干扰，此时的平顺性就显得愈来愈重要。对于不胜枚举的驾驶者来说，稳定性不仅和他们的驾驶感受息息相关，更关系到驾驶者以及车内乘客的安全，所以对汽车操纵稳定性的考量就显得尤为重要。
目 录
1 引言 1
1.1 课题研究的背景 1
1.2 国内外对于汽车操纵稳定性的研究发展状况 1
1.3 课题研究的意义 2
2 操纵稳定性影响因素分析 3
2.1 车辆的操纵稳定性概述 3
2.2 纯电动SUV汽车的性能与参数 3
2.3 车辆的操纵稳定性影响因素 5
2.4 基于MATLAB的车辆纵向动力学分析 7
3 纯电动汽车操纵稳定性仿真分析 10
3.1 MATLAB/Simulink软件简介 10
3.2 汽车操纵稳定性仿真建模 11
3.3 操纵稳定性仿真结果及分析 14
结 论 18
致 谢 19
参 考 文 献 20
1 引言
汽车速度越来越高，随之而来的就是怎么改善安全性能的问题，影响其安全性能的其中一个重要因素是操纵稳定性。因此，关注汽车的操纵是不是稳定的就显得十分有必要[1]。受限于科研资金和科研时间，不可能对汽车具备的性能都实现检验，所以对其进行仿真试验是一个可行的办法[2]，现在兴起的汽车动力学仿真技术得到越来越多人的关注[3]。本文基于MATLAB平台，完成了对汽车的操纵稳定性的仿真模拟，并对结果进行了分析评价。
本文以车辆的二自由度模型为基础，采用实验以及优化分析的方法，针对整车模型进行操纵稳定性和平顺性实验。模型建立后，通过实例验证，保证了模型的正确性，并对模型进行动力性分析，给出结论，确定论文的研究内容与方向对以后的研究有着非同小可的 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
意义。
1.1 课题研究的背景
鉴于路面存在着各式各样的情况，故而汽车行驶的方式也不同，分为直线和曲线行驶。当意外状况发生的时候，为了尽可能避免或者减小事故的发生，操作人员要随机应变的做出转向操作[4]。除此之外，在行驶的过程中汽车还会受到其他因素的影响，比如说地面不太平整，天气恶劣。在这种情况下，对汽车的操作稳定性要求就变高了[5]。尤其在汽车的速度越来越高的时候，这个问题就更加凸显出来。操纵稳定性之所以有“高速汽车的生命线”之称，不仅是因为其直接关联到操纵舒适度和易操作性，更重要的是其可以左右汽车在行进时的安全程度。根据上述解析，本文认为针对汽车稳定性的研究是势在必行的，这是一个广受关注的重点研究课题。
汽车控制的完成是依赖驾驶员操作转向系统的，在平常的外部条件是可以达到其要求的，但是当处于恶劣的外部环境或者紧急的情况，对于汽车的控制就变的相对困难[6]。很大部分的交通事故都是产生在这种情况下的，因此要在这类状况下添加辅助的控制功能，用以改善汽车的操作稳定性。
1.2 国内外对于汽车操纵稳定性的研究发展状况
1.2.1 国内对于汽车操纵稳定性的研究发展状况
在上世纪70年代，我们国家展开了对车辆动力学的研究。早期对此项课题进行研究的机构是清华大学和长春汽车研究所。
郭孔辉在1981年设计出关于人一车闭环系统的评价体系，接着建立了12自由度汽车动力学仿真模型。基于此模型，动态模拟国家重点实验室也设计出了一套29个自由度的汽车动力学仿真模型。从此之后，涌现出来了很多这类研究，其中温吾凡、林逸等学者对车辆动力学有进一步的做了分析，并且给出了关于完善整车动力学特性的有关参考。现阶段，汽车动力学理论的实际应用屡见不鲜，通过计算机能将上百个自由度的车辆模型能计算出结果来。尽管如此，汽车生产商还是不会利用汽车理论去取代之前的详细的开发步骤，这是由于在汽车的研发过程中，主要还是需要依赖工作人员的主观预估能力和以往积累的经验。
1.2.2 国外对于汽车操纵稳定性的研究发展状况
上世纪初，英国的学者写出了关于汽车动力学的文献，开启了对操纵稳定性的研究。在上世纪20年代，大家慢慢认识到汽车的震动问题，形成了驱动学的原理以及车辆平顺的理论。1925年，侧偏和侧偏角的被第一次提出，人们对操作稳定性有了更加清晰更加具体的了解。上世纪中期，操纵动力的发展迈向了崭新的阶梯，这为其自身动力学线性域的研究提供了许多助力，1956基于三自由度的车辆数学模型被建立，奠定了后续的车辆动力学模型，是重大的历史事件。
1.3 课题研究的意义? ?
汽车的性能到底怎么样，可以从操纵稳定性角度来评判，汽车想要正常上路行驶就必须要有良好的可操纵性，这也是诸如车辆巡航技术等其他汽车技术能够进行研究和运用的前提。但汽车的操纵性不好时，汽车有可能发生反应速度慢、左右摇摆、制动不稳定的现象，甚至导致汽车出现侧翻的现象。汽车操纵稳定性可以阐述为：当驾驶人员状态不佳的情况下，汽车依旧可以听从驾驶人员的操控所行进，纵使环境对汽车会造成影响，但是它稳定的功效并未受环境左右。由于亟需考虑的要素比较繁冗，故而这一项研究并不是一件简单的事情，而是变得越来越复杂。尽管在这方面的现有的文献有很多，而且各自有提出数学模型来进行评价的指标和各类实验办法，但是到目前为止，还是没能出现被大部分人所认可的最佳方法[7]。针对这个问题，汽车行业迫切需要合适的操纵稳定性客观评价体系，用来确定新车的产品设计方向，并且也要为新车的参数和系统的硬件给与理论依据的支撑。再者，怎么样众多复杂的指标中快速的找到正确的用来表示汽车操纵稳定性的核心性能，这对减少汽车的实验时间和实验耗费的资金意义重大，还能一定程度上改善汽车行业的自主研发能力和竞争力[8]。
本章节介绍了该课题研究汽车操纵稳定性的背景，让我们知道汽车在行驶过程中要受到路面摩擦力和空气外界阻力的干扰，此时的平顺性就显得愈来愈重要。对于不胜枚举的驾驶者来说，稳定性不仅和他们的驾驶感受息息相关，更关系到驾驶者以及车内乘客的安全，所以对汽车操纵稳定性的考量就显得尤为重要。
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