晏愈光 许洪国 刘宏飞

摘要：针对平面稳定域在评价车辆稳定性方面的不足，提出了客车空间稳定域的一种估计方法.建立了包含Pacejka轮胎魔术公式的客车三自由度非线性动力学模型，通过仿真和实车试验对比验证了所建模型的有效性.基于客车非线性动力学模型，构建了系统Jacobian矩阵，应用霍尔维茨（Hurwitz）判据分析了车辆系统稳定性随前轮转角变化情况以及车辆的临界状态.在构建客车系统二次型能量函数的基础上，利用Lyapunov法和车辆系统稳定特性确定了客车空间稳定域.客车在满载条件下的蛇形试验结果表明：应用上述方法确定的客车行驶稳定域能够较好地表征车辆系统稳定性，可为客车操纵稳定性评价和控制提供有益参考.

关键词：客车；稳定性；3DOF非线性车辆模型；Lyapunov方法；能量函数；稳定域

中图分类号：U461.6 文献标识码：A

文章编号：1674-2974（2016）02-0015-07

当前国内外针对车辆操纵稳定性评价的行驶稳定域分析已开展了广泛的研究.国内外主要利用简化的车辆动力学模型，对车辆系统平面稳定域进行分析和探讨[1].20世纪90年代， Samsundar和Stotsky等利用Lyapunov稳定性定理和简化三次项轮胎模型得到了转向动力学系统稳定区域的解析表达式，并用数值仿真得到了系统保守平面椭圆型稳定边界[2-3].2002年，Ko和Lee基于二自由度车辆模型，利用拓扑理论确定了不同速度和前轮转角输入时，车辆系统的相平面和稳定域[4].2007年，施树明等基于势能函数曲面分析法对二自由度车辆系统稳定……