题目：汽车稳定性分析及其控制仿真研究

研究车辆行驶稳定性及其控制方法对提高行车安全具有重要意义。汽车在低附着路面急转、转向制动、转向加速等工况下，汽车系统和轮胎力学特性呈现高度的非线性，增加了汽车稳定性分析及其控制的难度。经典的线性分析方法不再适用，但计算机的发展使得车辆动力学及其控制的仿真分析成为可能。本文采用协同仿真方法，分别采用ADAMS和Matlab建立了整车14自由度多体动力学模型和驾驶员模型及直接横摆力矩控制（Direct Yaw moment Control, DYC）模型。整车多体动力学模型包括悬架及转向系统和轮胎模型。驾驶员模型的建立是基于郭孔辉的“单点预瞄”理论。对车辆稳定性进行理论研究，选择横摆角速度为稳定性控制的主要变量，并由二自由度车辆模型确定横摆角速度目标值，DYC通过车辆实际运行状态与车辆理想状态的误差反馈，分别采用PID和滑模控制策略得到车辆的附加横摆力矩，并通过差压制动来实现对车辆横摆运动的调节，使车辆的横摆角速度值跟随目标值，并且把质心侧偏角限制在比较小的范围内，从而防止车辆在行驶中出现过度转向或不足转向等危险工况。由单移线工况的方针分析可知，所设计的控制系统能有效的控制趋于失稳的车辆，并在此基础上采用系统辨识及根轨迹法对车辆进行典型行驶工况及DYC控制下的稳定性分析，其中系统辨识采用Matlab自带的系统辨识工具箱，利用最小二乘法对行驶过程的人-车系统进行辨识，并根据特征根分布分析其稳定性。结果表明PID及滑模控制策略下的DYC都能改善人-车系统的行驶稳定性。