汽車與交通運(yùn)行仿真

前言
第一篇汽車系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)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(dòng)力學(xué)分岔研究現(xiàn)狀3
1.2.2汽車系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)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(qū)動(dòng)的汽車動(dòng)力學(xué)模型7
2.1統(tǒng)一滑移率公式7
2.1.1車輪轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)分析7
2.1.2統(tǒng)一滑移率公式的推導(dǎo)10
2.2引入驅(qū)動(dòng)的五自由度汽車動(dòng)力學(xué)模型的建立11
2.2.1坐標(biāo)系定義11
2.2.2汽車動(dòng)力學(xué)方程的建立12
2.3仿真驗(yàn)證14
2.3.1輪胎力學(xué)混合滑移特性仿真14
2.3.2輪胎動(dòng)力學(xué)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(dòng)力學(xué)平衡點(diǎn)的求解與分岔特征確認(rèn)21
3.1汽車系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)平衡點(diǎn)簡介21
3.2基于遺傳算法和擬牛頓法的平衡點(diǎn)求解方法23
3.2.1算法簡介23
3.2.2算法驗(yàn)證24
3.3汽車系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)平衡點(diǎn)求解31
3.3.1平衡點(diǎn)的求解流程31
3.3.2基于前輪轉(zhuǎn)向角變化的平衡點(diǎn)求解32
3.3.3基于驅(qū)動(dòng)力矩變化的平衡點(diǎn)求解42
3.4平衡點(diǎn)的分岔特征確認(rèn)與分析49
3.4.1平衡點(diǎn)的分岔特征確認(rèn)49
3.4.2前輪轉(zhuǎn)向角對平衡點(diǎn)分岔特征的影響50
3.4.3驅(qū)動(dòng)力矩對平衡點(diǎn)分岔特征的影響53
第4章汽車驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)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(zhuǎn)向角幅值對驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)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(dòng)力學(xué)演變過程64
4.3驅(qū)動(dòng)力矩大小對驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)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(dòng)力學(xué)演變過程77
4.4驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向分岔的耦合特征分析86
4.4.1基于前輪轉(zhuǎn)向角幅值分岔的分析86
4.4.2基于驅(qū)動(dòng)力矩大小分岔的分析88
第5章基于驅(qū)動(dòng)力矩和轉(zhuǎn)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(jié)果分析92
5.3駕駛穩(wěn)定區(qū)域的驗(yàn)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(dòng)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(yàn)證106
6.3.1模型仿真106
6.3.2CarSim類比驗(yàn)證108
第7章引入達(dá)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(dá)朗貝爾原理的引入112
7.1.2五自由度等效系統(tǒng)準(zhǔn)平衡態(tài)確認(rèn)113
7.2等效系統(tǒng)平衡點(diǎn)求解116
7.2.1基于前輪轉(zhuǎn)向角變化的平衡點(diǎn)求解116
7.2.2基于制動(dòng)力矩變化的平衡點(diǎn)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(qū)/制動(dòng)轉(zhuǎn)向穩(wěn)定區(qū)域?qū)Ρ?24
第8章基于能量耗散理論的駕駛穩(wěn)定區(qū)域驗(yàn)證126
8.1制動(dòng)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(dá)方程134
9.1引言134
9.1.1標(biāo)準(zhǔn)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(yàn)證140
9.2輪胎力有理函數(shù)方程適用性驗(yàn)證141
9.2.1基于二自由度模型的適用性驗(yàn)證141
9.2.2基于三自由度模型的適用性驗(yàn)證142
9.2.3基于五自由度模型的適用性驗(yàn)證143
第10章不同汽車操縱穩(wěn)定性模型的動(dòng)力學(xué)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(diǎn)分析153
10.2.1二自由度模型平衡點(diǎn)求解與特性分析154
10.2.2三自由度模型平衡點(diǎn)求解與特性分析157
10.2.3五自由度模型平衡點(diǎn)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(zhuǎn)向控制175
11.1.1直接橫擺力矩控制175
11.1.2四輪轉(zhuǎn)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(qū)動(dòng)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(qū)動(dòng)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(yàn)證183
11.3.1CarSim整車模型183
11.3.2聯(lián)合仿真結(jié)構(gòu)185
11.3.3面向控制策略的駕駛穩(wěn)定區(qū)域驗(yàn)證186
第二篇交通運(yùn)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(jià)的研究196
12.2.2道路交叉口狀態(tài)感知及配時(shí)優(yōu)化研究201
12.2.3道路路段交通流狀態(tài)識別與預(yù)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(jià)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?cè)朔较蚣八俣瓤刂颇Ｐ?18
13.2.1駕駛?cè)俗顑?yōu)預(yù)瞄曲率模型218
13.2.2真實(shí)道路輸入下的駕駛?cè)四Ｐ?20
13.3公路平面線形模型220
13.4人-車-路系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型221
13.4.1模型的建立221
13.4.2模