Математическое моделирование динамики и устойчивости автомобильных систем с учётом внешних факторов и условий движения
Аннотация: В статье представлена разработанная математическая модель динамики и устойчивости автомобильных систем с учётом влияния внешних факторов, таких как дорожные неровности, боковой ветер, изменение нагрузки и скорости движения. Авторами использован комплексный подход, включающий системы дифференциальных уравнений с нелинейными эффектами подвески, сцепления шин с дорогой и аэродинамических сил. Проведен численный анализ с помощью метода Рунге-Кутты и анализа собственных значений для оценки зон устойчивости и выявления критических режимов. Авторы определили, что модель показала адекватность в предсказании резонансных явлений и раскрыла потенциал применения адаптивных демпферов для увеличения устойчивости. Результаты способствуют оптимизации автомобильных систем и повышению безопасности дорожного движения.
Ключевые слова: математическое моделирование, динамика автомобиля, устойчивость движения, нелинейная подвеска, сцепление шин, аэродинамические силы, численные методы, резонансные явления, адаптивные демпферы, безопасность дорожного движения.
Содержание не найдено
Библиографический список
1. Кисуленко Б.В., Надарейшвили Г.Г., Козлов А.В. Обеспечение безопасности автомобилей совершенствованием характеристик шин. Труды НАМИ. – 2025. - № 3. – С. 6-18. EDN: YWDDEU
2. Кудрин А.Б., Шадрин С.С. Энергоэффективность автономных транспортных средств в условиях современного города. Труды НАМИ. – 2025. - № 3. – С.19-28. EDN: ZAXZJL
3. Кудрин А.Б., Шадрин С.С. Анализ текущих научных решений в области энергоэффективности подключенных высокоавтоматизированных автотранспортных средств // Вестник Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета (МАДИ). - 2023. - № 2 (73). - С. 15-22. EDN: QJMMEE.
4. Hauenstein J., Mertens J.C., Diermeyer F., Zimmermann A. Cooperative- and Eco-Driving: impact on fuel consumption for heavy trucks on hills // Electronics. - 2021. - no. 10 (19). - pp. 2373. URL: https://doi.org/10.3390/electronics10192373 (дата обращения: 05.09.2025).
5. Li J., Wu X., Xu M., Liu Y. Multi-objective eco-driving strategy for connected and automated electric vehicles considering complex urban traffic influence factors // IEEE Transactions on Transportation Electrification. - 2024. - no. 1. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2019.2933531.
6. Liu C., Wang J., Cai W., Zhang Y. An energy-efficient dynamic route optimization algorithm for connected and automated vehicles using Velocity-Space-Time networks // IEEE Access. - 2019. - Vol. 7. - pp. 108866-108877. URL: https://doi.org/10.1109/access.2019.2933531 (дата обращения: 05.09.2025).
7. Okada Y. Torque control strategy with V2X information for HEVs to minimize fuel consumption // Control Theory and Technology. - 2020. - no. 20 (2). - pp. 197-209. URL: https://doi.org/10.1007/s11768-022-00094-y (дата обращения: 05.09.2025).
8. Zhang L., Zhang T., Peng K., Zhao X., Xu Zh. Can autonomous vehicles save fuel? Findings from field experiments // Journal of Advanced Transportation. - 2022. - V. 2022. - Article ID 2631692. - 12 p. URL: https://doi.org/10.1155/2022/2631692 (дата обращения: 05.09.2025).
9. Zhao B., Lin Ya., Hao H., Yao Zh. Fuel consumption and traffic emissions evaluation of mixed traffic flow with connected automated vehicles at multiple traffic scenarios // Journal of Advanced Transportation. - 2022. - Article ID 6345404. - 14 pp. URL: https://doi.org/0.1155/2022/6345404 (дата обращения: 05.09.2025).
Referates
1. Kisulenko B.V., Nadareishvili G.G., Kozlov A.V. Ensuring the Safety of Cars by Improving the Characteristics of Tires. Proceedings of NAMI. – 2025. - No. 3. – Pp. 6-18. EDN: YWDDEU
2. Kudrin A.B., Shadrin S.S. Energy Efficiency of Autonomous Vehicles in a Modern City. Trudy NAMI. – 2025. - No. 3. – Pp. 19-28. EDN: ZAXZJL
3. Kudrin A.B., Shadrin S.S. Analysis of Current Scientific Solutions in the Field of Energy Efficiency of Connected Highly
Обсуждение
Математическая модель демонстрирует необходимость комплексного подхода к оценке динамики автомобилей, учитывающего реальное влияние внешних условий. Выявленные критические режимы и параметры устойчивости позволяют рекомендовать стратегии оптимизации конструкции и систем активного управления для повышения безопасности и комфорта [8-9].
Результаты демонстрируют, что при скорости примерно 120 км/ч в стандартных условиях неровностей и ветровых