《车辆动力学及控制》王国业 译-chp1-chp4-chp5
第1章 概论
##本书内容
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车辆动力学建模方法
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车辆动力学控制系统设计
##本书目的
获得我们想要的车辆性能: -
更节能
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更舒适
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更安全
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更好地适应公路系统
为了实现上述目标,汽车需要不断地依赖各种电子、机械系统,更广泛地采用传感器、执行机构、反馈控制。
##电子机械反馈控制系统主要分5类 -
驾驶员辅助系统
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主动稳定性控制系统
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改进平顺性
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解决交通拥堵
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改进节能与排放
###驾驶员辅助系统
####背景
有数据显示,在所有交通事故中人为因素占90%以上
####作用
简化驾驶操作,减轻驾驶员疲劳,以减少道路交通事故的发生
####实例
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避撞系统
自动检测前方车辆减速情况,警示驾驶员,并辅助制动 -
自适应巡航系统
自动和前车保持车距,前方无车时,保持安全车速;前方有车时,与前车保持安全距离 -
车辆偏离预警系统
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车道保持系统
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视野增强/夜视系统
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驾驶员状态监视系统
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自动通告系统
事故、重大事件通告
###主动稳定性系统
####作用
防止车辆横摆、侧滑、侧倾
####分类
横摆稳定性控制系统:防止车辆横摆、侧滑
主动侧倾稳定性系统:防止车辆侧倾
####实例 -
差分制动控制系统
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线控转向系统
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主动转矩分配控制系统
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侧倾稳定性控制系统
###改进平顺性
####实例
- 被动悬架系统
- 主动悬架系统
- 半主动悬架系统
###解决交通拥堵
####背景
交通堵塞程度每年递增
####解决办法
- 大量修建公路和街道,但代价过于昂贵,且 道路建设远滞后交通量对它的需求量
- 建设足够密集的公共交通系统,但很多人仍然选择个人拥有车辆
####实例
- 自动化公路系统
- “交通友好”的自适应巡航系统(AHS)
- 窄型工勤车辆
- 智能交通系统(ITS)
###改进节能与排放
####背景 - 环境污染加剧
- 能源有限,日益枯竭
####实例 - 变几何涡轮增压柴油机
- 电动涡轮增压动力辅助系统
- 闭环控制废气再循环
- 电动汽车
- 混合动力汽车
第4章 车辆纵向动力学
##背景
乘用车上涉及纵向控制的系统:
- 巡航控制系统
- 自适应巡航控制系统
- 防抱制动系统
- 牵引力控制系统
- 避撞系统
- 主动差分独立的车轮转矩控制系统
- 车队纵向控制系统
##本章内容
###车辆纵向动力学模型
包括: 车辆整车动力学模型 + 动力传动系统模型
车辆整车动力学模型
涉及:
- 轮胎纵向力(即轮胎摩擦力)
- 空气阻力
- 滚动阻力
- 车辆重力
动力传动系统模型
包括:
- 发动机/电动机
- 变速器
- 车轮
###车辆整车动力学模型
考虑车辆在斜坡上运动,影响车辆的外部纵向力包括:
空气阻力、重力、轮胎摩擦力、滚动阻力。
上图中公式根据牛顿第二定律获得 F合=m*a
####空气阻力计算
####轮胎纵向力(摩擦力)计算
####滚动阻力计算
汽车的滚动阻力主要是由轮胎和路面的变形引起的。
当轮胎在坚硬的路面上滚动时,路面的变形很小,主要是轮胎的变形;
当轮胎在松软的路面上滚动时,轮胎的变形很小,主要是路面的变形。
还有车轮轴承内部也存在着磨擦,这些磨擦和变形都要损耗发动机的动力,从而形成了汽车行驶中的滚动阻力。
####轮胎有效半径计算
###传动系统动力学
电动机+减速器+轮胎
####电动机动力学模型+减速器
####轮胎模型
第5章 车辆纵向控制
##纵向控制器定义
- 控制车辆纵向运动的控制系统。
##控制变量
- 纵向速度
- 纵向加速度
- 纵向距离
##执行装置
- 节气门
- 制动器
##典型实例
- 标准的巡航控制系统
- 自适应巡航系统
- 避撞系统
- 自动化公路系统
##纵向自动控制的优点 - 提高驾驶的舒适性和方便性
- 提高公路交通的安全性
- 减轻道路交通堵塞
##巡航控制系统典型结构
上层控制器+下层控制器
期望车速——>上层控制器——>期望加速度——>下层控制器——>节气门控制信号