汽車與交通運行仿真

前言
第一篇汽車系統(tǒng)動力學分析與建模仿真1
第1章緒論1
1.1背景1
1.2研究現(xiàn)狀分析3
1.2.1汽車系統(tǒng)動力學分岔研究現(xiàn)狀3
1.2.2汽車系統(tǒng)動力學穩(wěn)定區(qū)域研究現(xiàn)狀分析4
1.2.3研究趨勢分析5
1.3本篇的研究內(nèi)容6
第2章引入驅動的汽車動力學模型7
2.1統(tǒng)一滑移率公式7
2.1.1車輪轉動動力學分析7
2.1.2統(tǒng)一滑移率公式的推導10
2.2引入驅動的五自由度汽車動力學模型的建立11
2.2.1坐標系定義11
2.2.2汽車動力學方程的建立12
2.3仿真驗證14
2.3.1輪胎力學混合滑移特性仿真14
2.3.2輪胎動力學演變過程仿真15
2.3.3整車相空間特性仿真18
第3章汽車系統(tǒng)動力學平衡點的求解與分岔特征確認21
3.1汽車系統(tǒng)動力學平衡點簡介21
3.2基于遺傳算法和擬牛頓法的平衡點求解方法23
3.2.1算法簡介23
3.2.2算法驗證24
3.3汽車系統(tǒng)動力學平衡點求解31
3.3.1平衡點的求解流程31
3.3.2基于前輪轉向角變化的平衡點求解32
3.3.3基于驅動力矩變化的平衡點求解42
3.4平衡點的分岔特征確認與分析49
3.4.1平衡點的分岔特征確認49
3.4.2前輪轉向角對平衡點分岔特征的影響50
3.4.3驅動力矩對平衡點分岔特征的影響53
第4章汽車驅動轉向分岔的耦合特征分析58
4.1汽車系統(tǒng)的自治模型58
4.2前輪轉向角幅值對驅動轉向分岔特征的影響59
4.2.1狀態(tài)變量的分岔特征59
4.2.2分岔特征的動力學演變過程64
4.3驅動力矩大小對驅動轉向分岔特征的影響73
4.3.1狀態(tài)變量的分岔特征73
4.3.2分岔特征的動力學演變過程77
4.4驅動轉向分岔的耦合特征分析86
4.4.1基于前輪轉向角幅值分岔的分析86
4.4.2基于驅動力矩大小分岔的分析88
第5章基于驅動力矩和轉向角分岔的駕駛穩(wěn)定區(qū)域求解90
5.1駕駛穩(wěn)定區(qū)域的定義90
5.2駕駛穩(wěn)定區(qū)域的求解91
5.2.1思路與方法91
5.2.2結果分析92
5.3駕駛穩(wěn)定區(qū)域的驗證95
5.3.1駕駛穩(wěn)定區(qū)域的仿真95
5.3.2駕駛穩(wěn)定區(qū)域和臨界車速的對比99
第6章引入制動的汽車五自由度模型101
6.1車身模型101
6.2輪胎模型103
6.3仿真驗證106
6.3.1模型仿真106
6.3.2CarSim類比驗證108
第7章引入達朗貝爾原理的駕駛穩(wěn)定區(qū)域求解112
7.1等效系統(tǒng)的建立112
7.1.1達朗貝爾原理的引入112
7.1.2五自由度等效系統(tǒng)準平衡態(tài)確認113
7.2等效系統(tǒng)平衡點求解116
7.2.1基于前輪轉向角變化的平衡點求解116
7.2.2基于制動力矩變化的平衡點求解118
7.3駕駛穩(wěn)定區(qū)域求解121
7.3.1思路簡介與求解流程121
7.3.2三維穩(wěn)定空間區(qū)域123
7.3.3驅/制動轉向穩(wěn)定區(qū)域對比124
第8章基于能量耗散理論的駕駛穩(wěn)定區(qū)域驗證126
8.1制動工況下的能量耗散過程分析126
8.1.1能量耗散理論簡介126
8.1.2五自由度等效系統(tǒng)的駕駛穩(wěn)定區(qū)域127
8.2基于能量耗散理論的駕駛穩(wěn)定區(qū)域求解129
8.2.1五自由度等效系統(tǒng)的駕駛穩(wěn)定區(qū)域129
8.2.2五自由度原系統(tǒng)的駕駛穩(wěn)定區(qū)域130
8.3低速下的駕駛穩(wěn)定區(qū)域差異分析131
第9章輪胎力有理函數(shù)表達方程134
9.1引言134
9.1.1標準參考輪胎模型134
9.1.2輪胎力有理函數(shù)方程擬合135
9.1.3仿真驗證140
9.2輪胎力有理函數(shù)方程適用性驗證141
9.2.1基于二自由度模型的適用性驗證141
9.2.2基于三自由度模型的適用性驗證142
9.2.3基于五自由度模型的適用性驗證143
第10章不同汽車操縱穩(wěn)定性模型的動力學特征分析145
10.1同模型的相空間分析145
10.1.1二自由度模型相平面與能量特性分析145
10.1.2三自由度模型相空間與能量特性分析147
10.1.3五自由度模型相空間與能量特性分析150
10.2不同模型的平衡點分析153
10.2.1二自由度模型平衡點求解與特性分析154
10.2.2三自由度模型平衡點求解與特性分析157
10.2.3五自由度模型平衡點求解與特性分析162
10.3不同模型的駕駛穩(wěn)定區(qū)域分析167
10.3.1二自由度模型駕駛穩(wěn)定區(qū)域求解與分析168
10.3.2三自由度模型駕駛穩(wěn)定區(qū)域求解與分析170
10.3.3五自由度模型駕駛穩(wěn)定區(qū)域求解與分析171
第11章面向控制策略的駕駛穩(wěn)定區(qū)域分析175
11.1直接橫擺力矩控制與四輪轉向控制175
11.1.1直接橫擺力矩控制175
11.1.2四輪轉向控制177
11.2面向控制策略的駕駛穩(wěn)定區(qū)域求解178
11.2.1面向DYC的五自由度模型全輪驅動模式駕駛穩(wěn)定區(qū)域求解179
11.2.2面向4WS的五自由度模型全輪驅動模式駕駛穩(wěn)定區(qū)域求解180
11.3面向控制策略的駕駛穩(wěn)定區(qū)域求解驗證183
11.3.1CarSim整車模型183
11.3.2聯(lián)合仿真結構185
11.3.3面向控制策略的駕駛穩(wěn)定區(qū)域驗證186
第二篇交通運行建模與仿真195
第12章緒論195
12.1背景195
12.2研究現(xiàn)狀分析196
12.2.1公路線形安全性評價的研究196
12.2.2道路交叉口狀態(tài)感知及配時優(yōu)化研究201
12.2.3道路路段交通流狀態(tài)識別與預測研究210
12.2.4研究趨勢分析214
12.3本篇的研究內(nèi)容215
第13章面向公路線形安全性評價的人-車-路系統(tǒng)模型216
13.1汽車系統(tǒng)模型216
13.1.1三自由度汽車系統(tǒng)模型216
13.1.2輪胎模型217
13.2駕駛人方向及速度控制模型218
13.2.1駕駛人最優(yōu)預瞄曲率模型218
13.2.2真實道路輸入下的駕駛人模型220
13.3公路平面線形模型220
13.4人-車-路系統(tǒng)動力學模型221
13.4.1模型的建立221
13.4.2模