● 摘要
由于单轨车辆在行驶稳定性方面存在固有弱点，国外学者对其开展了理论和实验研究，而国内做得相对比较少。研究单轨车辆动力学仿真分析方法和车辆行驶稳定性具有重要的理论意义和一定的实用价值。采用协同仿真方法，分别建立了车辆多体模型和驾驶员模型。以意大利的Aprilia RSV 1000型摩托车为原型，采用动力学仿真软件ADAMS建立了车辆多体模型。基于郭孔辉的“单点预瞄最优曲率模型”理论，利用车辆转向时的Ackermann几何关系和稳态转向的力学特性，在MATLAB环境建立了驾驶员模型。通过移线工况、蛇行工况和定圆运动工况下对闭环协同模型进行仿真，结果显示仿真轨迹与所设定的目标路径基本重合，表明该模型适用于单轨车辆动力学仿真。根据意大利学者F.BRIAL等人提出的方法，通过闭环模型在蛇行绕桩工况下的仿真，得到对单轨车辆操纵性有重要影响的三个传递函数的幅频、相频曲线，与著名的LOT模型和SHARP模型有较好的吻合，进一步验证模型的合理性。使用根轨迹的方法研究车辆行驶稳定性，利用MSC.ADAMS/LINEAR模块得到对单轨车辆稳定性有重要影响的三个模态的特征值。着重分析了车速、驾驶员前视时间、驾驶员模型控制参数以及车辆直线加速和制动过程中加速度值等因素的影响。建立了一个基于滑移率控制方法的ABS控制模型，从仿真结果可以看到实际滑移率可以稳定在目标滑移率的附近，防止车轮抱死，实现ABS控制效果。