基于Excel Solver的常用稳态轮胎模型参数辨识

轮胎特性是研究汽车动力学的基础,随着大型多体动力学软件的推广与应用,各种轮胎模型得到了不同程度的应用。轮胎模型,在汽车动力学仿真研究中具有至关重要的作用。轮胎模型是否实用,表现在诸多方面,如准确性、能否模拟各工况轮胎动力学特性、模型参数辨识方法是否简易、模型是否具有一定的预测能力等。轮胎模型能否准确模拟各工况轮胎特性,取决于模型参数的准确性,获取准确模型参数意义重大。 查阅文献发现,Pacejka与UniTire等轮胎模型,常通过辨识方法获取模型参数；缺少对Fiala、UA与HSRI等轮胎模型参数辨识的研究；缺少对各工况稳态轮胎模型辨识精度的对比分析。 本文的主要目的是,针对一组轮胎试验数据,基于Excel Solver研究常用稳态轮胎模型参数辨识方法,通过辨识确定常用稳态轮胎模型参数,分析各个轮胎模型的辨识合精度,评价各个轮胎模型辨识的优劣。 本文研究的主要研究内容为： （1）纯工况与复合工况稳态轮胎模型研究 总结了SAE、ISO与CP等常用轮胎坐标系,描述了各坐标系下滑移量定义与符号协议。通过对Pacejka89、Pacejka9、MF_tyre、UniTire、Fiala、UA与HSRI等常用稳态轮胎模型的研究,从纯工况与复合工况规范化了常用稳态轮胎模型,为稳态轮胎模型的应用提供了理论依据。 （2）纯工况稳态轮胎模型参数辨识 通过对纯工况Pacejka89、Pacejka94、MF_tyre、UniTire、Fiala、UA与HSRI轮胎模型的分析,确定了各个轮胎模型的参数辨识方案、决策变量与约束条件,建立了纯工况各个轮胎模型纵向力、侧向力与回正力矩求解表格。针对同一组轮胎力试验数据,应用Excel Solver,辨识出纯工况常用稳态轮胎模型76个纵向力特性参数、86个侧向力特性参数和84个回正力矩特性参数,评价了各模型的辨识精度及其求解难易程度。 鉴于Pacejka89与Pacejka94轮胎模型对参数初值的依赖性,提出了Pacejka89与Pacejka94轮胎模型峰值因子与刚度因子参数初值的确定方法。 分析了两种摩擦系数表示方法对UniTire模型纯工况辨识精度的影响,发现采用Savkoor修正式,能更准确辨识UniTire模型的纯工况轮胎力。 （3）复合工况稳态轮胎模型参数辨识 通过对复合工况Pacejka89、Pacejka94、MF_tyre、UniTire、Fiala、UA与HSRI轮胎模型的分析,确定了各轮胎模型参数辨识方案、目标函数与约束条件,详细描述了各模型纵向力、侧向力与各中间量求解表格。针对同一组轮胎力试验数据,应用Excel Solver,辨识出复合工况常用稳态轮胎模型78个轮胎特性参数,分析了复合工况纵向力与侧向力辨识精度。对UniTire采用两种摩擦系数表示方法,分析了它们对复合工况UniTire模型辨识精度的影响。