四輪轉(zhuǎn)向汽車(chē)側(cè)向動(dòng)力學(xué)分析范文

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《天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)學(xué)報(bào)》2014年第二期

1中心流形降維

以前輪轉(zhuǎn)向角δf為可變參數(shù)，求解式（17）可得某一車(chē)速下的奇異。

2分岔類(lèi)型判斷

容易判斷系統(tǒng)（21）在奇異點(diǎn)處發(fā)生鞍結(jié)分岔，奇異點(diǎn)即鞍結(jié)點(diǎn)。約化系統(tǒng)的分岔圖如圖4所示。分岔后產(chǎn)生了兩支曲線，上半支穩(wěn)定，下半支不穩(wěn)定。當(dāng)初始狀態(tài)在上半支上方及上下半支之間時(shí)，系統(tǒng)穩(wěn)定。當(dāng)初始狀態(tài)在下半支上方及下半支下方時(shí)，系統(tǒng)不穩(wěn)定。

3仿真分析

在初始狀態(tài)[0，0，0，0]下，分別取前輪轉(zhuǎn)向角為0.065rad和0.075rad進(jìn)行仿真，仿真結(jié)果如圖5至圖8所示。仿真結(jié)果顯示：前輪轉(zhuǎn)角不超過(guò)分岔點(diǎn)的轉(zhuǎn)向角時(shí)，四輪轉(zhuǎn)向汽車(chē)的側(cè)偏角、橫擺角速度、側(cè)傾角及側(cè)傾角速度響應(yīng)在2s左右穩(wěn)定下來(lái)，系統(tǒng)穩(wěn)定，四輪轉(zhuǎn)向汽車(chē)可完成穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向；隨著前輪轉(zhuǎn)角的增大，當(dāng)超過(guò)對(duì)應(yīng)分岔點(diǎn)的轉(zhuǎn)向角時(shí)，四輪轉(zhuǎn)向汽車(chē)的側(cè)偏角、橫擺角速度、側(cè)傾角及側(cè)傾角速度均在1.6s左右急劇變化，意味著系統(tǒng)失去穩(wěn)定性，需要通過(guò)采取措施加以控制。

4結(jié)束語(yǔ)

選取適合于解析分析的二次多項(xiàng)式平方輪胎型建立四輪汽車(chē)動(dòng)力學(xué)模型，利用中心流形定理實(shí)現(xiàn)了高維轉(zhuǎn)向動(dòng)力系統(tǒng)的降維。隨著車(chē)速和前輪轉(zhuǎn)角的增加，四輪轉(zhuǎn)向汽車(chē)會(huì)發(fā)生鞍結(jié)分岔，分岔使得汽車(chē)的狀態(tài)參量急劇變化，汽車(chē)失去穩(wěn)定性，可以通過(guò)采取一些措施來(lái)改變其分岔特性（如狀態(tài)反饋對(duì)分岔點(diǎn)鎮(zhèn)定），通過(guò)主動(dòng)控制的方式延緩分岔的發(fā)生。

作者：劉春輝方沂杜峰單位：天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)汽車(chē)與交通學(xué)院