随着汽车实际行驶速度的不断提高,侧向风对汽车行驶稳定性的影响开始凸现出来。由于自动稳定性在汽车动力学中并不是以其全部含义而存在,当汽车在侧风干扰下偏离预定行驶路线时,其修正并不是自动进行的,而是通过驾驶员来完成,这无疑会增加驾驶员负担,甚至驾驶员无法及时作出反应。因此,本文通过分析侧风作用下高速行驶汽车的响应特性,提出了改善汽车侧风稳定性的控制方法。 文中首先回顾了国内外利用侧风发生器进行侧风稳定性试验的情况,并基于其试验数据,对侧风作用下高速行驶汽车的动态响应特性进行了理论分析和试验验证。 从四轮转向汽车的控制角度出发,分别建立了考虑侧风作用的二自由度和三自由度汽车动力学模型,并对其转向响应特性进行了分析。基于解耦后的汽车动力学模型,根据李雅普诺夫稳定性原理推导出自适应控制算法,应用模型参考自适应控制方法设计了主动四轮转向系统。然后采用主动四轮转向系统对几种不同行驶工况和不同侧风作用下高速汽车的动态响应特性进行控制,并通过仿真研究证明了控制方法的有效性。 由于汽车参数在许多情况下是不定常的或者受各种干扰影响而慢时变的,为了使自适应控制器在汽车参数变化时仍能保持较好的控制效果,文中利用神经网络控制解决非线性问题的能力,推导了基于BP神经网络的模型参考自适应控制算法,并将其应用于主动四轮转向系统中,对高速行驶汽车的侧风响应特性控制进行了仿真。 考虑侧风作用下汽车车身的侧倾运动,研究了悬架特性对汽车侧风稳定性的影响。结合具体项目对油气悬架的刚度阻尼特性进行了试验研究和分析计算,论证了采用主动悬架或半主动悬架技术改善汽车侧风稳定性的可行性。