新概念车舒适性与操纵稳定性研究
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摘要
本论文作为新概念车课题的前期理论研究，主要侧重于新概念车与普通轿
车的舒适性与操纵稳定性对比分析，以验证新概念车的可行性。
在舒适性分析中，本论文建立了包括全部轮胎、悬架与座椅的11自由度非
线性整车舒适性模型，根据计算要求提出了时域离散路面生成算法，并运用神经
网络优化算法对悬架参数进行了舒适性优化计算，从而证实了新概念车具有优于
普通轿车的舒适性。相应的台架振动试验验证了舒适性模型中非线性轮胎与悬架
模型的合理性，实车舒适性试验则验证了新概念车确实具有较好的舒适性。
在操纵稳定性分析中，本论文建立了开环操纵稳定性模型，在频域与时域两
个方面对新概念车与普通轿车的稳定性与动态响应性能进行了对比分析，并在此
基础上提出了基于驾驶员—道路—车辆动态最优控制的闭环操纵稳定性模型，对
新概念车与普通轿车的整体行驶性能进行了实时仿真，验证了新概念车同样具有
与普通轿车相当的操纵稳定性。
论文中创新提出了路面生成算法、神经网络优化算法及驾驶员—道路—车辆
动态最优控制模型，并在非线性舒适性模型与操纵稳定性模型中有所改进。根据
计算分析与实车试验的结果，证实了新概念车在本论文研究的范围内是完全可行
的。
This paper mainly aims at feasibility study of a new concept car both
theoretically and experimentally. Comparisons are made between the ride comfort and
handling characteristics of the new concept car and ordinary layout car.
For the ride comfort research, this paper proposes a nonlinear ride comfort model with
11 DOFs including tyres, suspensions and seats. An algorithm for generating discrete
road excitation in time domain is applied for the study. Neural network optimization
method is used for calculation study of the suspension parameters. The study shows
that the new concept car has better ride comfort than ordinary layout car. To examine
the validity of theretical models, experiments are carried out with a typical suspension
system and the results show that the nonlinear tyre and suspension model in ride
comfort model is reasonable. An actual vehicle comfort test is also taken and it can be
seen the new concept car does have a better ride comfort property.
For the handling characteristics research, an opened ioop handling characteristics
model is established. Comparison is made between the stability and dynamic
responding ability of the new concept car and ordinary layout car both in time domain
and frequency domain. Furthermore, a closed loop directional model based on the
driver/road/vehicle dynamic optimal control is put forward and real time simulation of
the whole steering ability is done for the new concept car and ordinary layout car. The
calculation result also indicates that the handling characteristics of the two type cars is
equivalent.
The paper creatively brings forward the road excitation generating algorithm, the
neural net~vork optimization algorithm and the driver/road!vehicle dynamic optimal
control model. It also improves the nonlinear ride comfort and handling characteristics
model. This study shows that the new concept car is undoubtedly feasible regarding
the features discussed in this paper.
车的舒适性与操纵稳定性对比分析，以验证新概念车的可行性。
在舒适性分析中，本论文建立了包括全部轮胎、悬架与座椅的11自由度非
线性整车舒适性模型，根据计算要求提出了时域离散路面生成算法，并运用神经
网络优化算法对悬架参数进行了舒适性优化计算，从而证实了新概念车具有优于
普通轿车的舒适性。相应的台架振动试验验证了舒适性模型中非线性轮胎与悬架
模型的合理性，实车舒适性试验则验证了新概念车确实具有较好的舒适性。
在操纵稳定性分析中，本论文建立了开环操纵稳定性模型，在频域与时域两
个方面对新概念车与普通轿车的稳定性与动态响应性能进行了对比分析，并在此
基础上提出了基于驾驶员—道路—车辆动态最优控制的闭环操纵稳定性模型，对
新概念车与普通轿车的整体行驶性能进行了实时仿真，验证了新概念车同样具有
与普通轿车相当的操纵稳定性。
论文中创新提出了路面生成算法、神经网络优化算法及驾驶员—道路—车辆
动态最优控制模型，并在非线性舒适性模型与操纵稳定性模型中有所改进。根据
计算分析与实车试验的结果，证实了新概念车在本论文研究的范围内是完全可行
的。
This paper mainly aims at feasibility study of a new concept car both
theoretically and experimentally. Comparisons are made between the ride comfort and
handling characteristics of the new concept car and ordinary layout car.
For the ride comfort research, this paper proposes a nonlinear ride comfort model with
11 DOFs including tyres, suspensions and seats. An algorithm for generating discrete
road excitation in time domain is applied for the study. Neural network optimization
method is used for calculation study of the suspension parameters. The study shows
that the new concept car has better ride comfort than ordinary layout car. To examine
the validity of theretical models, experiments are carried out with a typical suspension
system and the results show that the nonlinear tyre and suspension model in ride
comfort model is reasonable. An actual vehicle comfort test is also taken and it can be
seen the new concept car does have a better ride comfort property.
For the handling characteristics research, an opened ioop handling characteristics
model is established. Comparison is made between the stability and dynamic
responding ability of the new concept car and ordinary layout car both in time domain
and frequency domain. Furthermore, a closed loop directional model based on the
driver/road/vehicle dynamic optimal control is put forward and real time simulation of
the whole steering ability is done for the new concept car and ordinary layout car. The
calculation result also indicates that the handling characteristics of the two type cars is
equivalent.
The paper creatively brings forward the road excitation generating algorithm, the
neural net~vork optimization algorithm and the driver/road!vehicle dynamic optimal
control model. It also improves the nonlinear ride comfort and handling characteristics
model. This study shows that the new concept car is undoubtedly feasible regarding
the features discussed in this paper.
引文
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