阻尼对操控的影响.doc

VI-CarRealTime 作为奥迪汽车底盘仿真环境的一部分 ????????????奥迪的新车型的开发都会使用仿真工具对汽车底盘的设计及底盘性能进行评估，例如平顺性、操控性以及耐久性的评估。因此在对汽车底盘平顺性及操控性间的优化过程中，都会采用标准化的测试项目以及对模型的标定工作，奥迪会针对具体仿真项目的需求使用不同复杂程度的车辆模型。现今的汽车都装备着大量的底盘控制系统，因此，要对汽车底盘的性能作出一个准确的预测，必须要在仿真过程中把与汽车底盘相关的控制系统集成起来。如下图所示的奥迪A8的底盘控制系统主要包括有主动差速、传动系统控制器、空气弹簧、半主动减震器、ESP以及奥迪动态转向系统等。因此，在对整车进行动力学仿真时需要将以上这些控制系统间的相互作用以及控制系统与车辆机械结构间的相互作用集成到一起，才能够完成对整车的行驶性能的准确、有效的模拟和预测。??????????????????????????????????????? 图 1? 奥迪A8的所用到的底盘控制器??????????????????????????????????? ????? 目前在奥迪的底盘仿真环境中是通过MATALB/Simulink作为联合仿真的平台将汽车的机械系统、传感器、控制器及驱动器整合到一起，如下图所示。 ????????????????????????????????????????? 图 2 奥迪的底盘动力学仿真平台构架 ????? 在这个平台下，汽车的机械系统模型使用多体动力学车辆模型，该模型在Adams/Car中生成并将其作为进行汽车操控性仿真模型；同时以这个Adams/Car的模型为基础衍生出若干进行平顺性分析的Adams/Car的平顺性车辆模型；用于快速仿真的车辆模型则使用VI-CarRealTime的汽车模型（用于操控性）和奥迪自己的基于MATLAB的车辆模型（用于平顺性）。 图 3 车辆机械系统的模型 ????? 在汽车的机械系统模型中，基于Adams/Car的操控性及平顺性的车辆模型由于仿真速度较慢在这个平台下是作为参考模型出现的，主要用来做车辆基本性能的仿真及标定；而VI-CarRealTime的车辆模型则可以直接由Adams/Car的模型自动生成，由于VI-CarRealTime仿真速度非常快，它用于包含底盘控制系统的车辆操控性能的快速仿真及相关控制策略的开发。 图 4 参考模型和快速仿真模型的应用场合 ????? 奥迪使用VI-CarRealTime对奥迪A4进行了若干车辆动力学的参数研究，比如对使用不同直径的防倾杆以及改变减震器阻尼特性对车辆操控性能的影响进行研究并将VI-CarRealTime与ADAMS/Car的仿真结果进行对比。 可以看到VI-CarRealTime的车辆模型具有非常好的计算精度。 图 5 不同的防倾杆配置对车辆转向特性的影响 图 6? 改变减震器阻尼特性对车辆操控性的影响 ????? 再将半主动减震器的控制策略通过MATLAB/Simulink的平台与VI-CarRealTime连接起来，对减震器的减震性能进行若干模式的控制，如舒适、自动以及运动这三种模式，并在100km/h的车速下进行阶跃转向输入下的动力学联合仿真，观察在这三种模式下车身的侧倾响应。 ?图 7 VI-CarRealTime与减震器控制器连接进行联合仿真 图 8 半主动减震器仿真结果对比 ????? 在奥迪汽车的底盘仿真环境中，VI-CarRealTime具有非常好的仿真精度，并已经非常好地融入到整个仿真平台中去，并协助底盘控制器开发工程师进行相关控制策略的设计和开发。