32、车辆轮胎侧向力与油气悬架侧倾运动特性研究

车辆轮胎侧向力与油气悬架侧倾运动特性研究

在车辆工程领域，轮胎侧向力的准确观测以及油气悬架侧倾运动特性的精确建模对于提升车辆的操控性、稳定性和舒适性至关重要。本文将围绕车辆轮胎侧向力自适应滑模观测算法以及基于新型真实气体状态方程的油气悬架侧倾运动特性展开详细探讨。

车辆轮胎侧向力自适应滑模观测算法

• 现有算法问题分析
  • 目前存在多种轮胎力观测算法，如基于 UKF 的轮胎力观测结构、基于精英策略的非支配排序遗传算法以及模糊 PID 控制算法等。然而，这些算法存在一定局限性。基于 EKF 的信息融合算法虽对信号有平滑作用，但质心侧偏角融合结果与实验测量值偏差稍大；UKF 在设计样本权重分布时计算复杂，且需假设道路输入噪声为白噪声；模糊逻辑计算质心侧偏角期望偏差隶属函数复杂，PID 增益值调整繁琐且适用性低。
• 自适应滑模观测算法提出
  • 为提高轮胎侧向力观测算法的准确性，提出了自适应滑模观测算法。具体步骤如下：
    1. 建立车辆动力学模型 ：为同时估计轮胎侧向力，建立了二自由度（2DOF）单轨车辆模型，其方程如下：
       [
       \begin{cases}
       m(\dot{u} - v_y\gamma) = F_{x2} - F_{y1}\sin\delta + F_{x1}\cos\delta \
       mu(\dot{\beta} + \gamma) = F_{y2} + F_{y1}\cos\delta + F_{