中文摘要：

以单轨车辆为研究对象，建立包括轮胎模型和驾驶员模型在内的整车动力学模型，分析紧急制动条件下模态的稳态特征值和车辆的瞬态响应。据此研究大滑移率条件下影响车辆制动稳定性的主要因素，探索紧急制动时车辆失稳机理并分析失稳的临界条件。单轨车辆在行驶稳定性方面存在的固有弱点是导致其事故率高的一个主要原因，研究其在紧急制动工况下的稳定性和失稳机理有助于提高车辆主动安全性。掌握紧急制动时单轨车辆的失稳机理和失稳的临界条件是设计其ABS的动力学基础，并为车辆的结构设计提供新的理论依据。大滑移率条件下单轨车辆制动失稳机理的研究目前还是一个空白。含有高度非线性环节和驾驶员反馈输入的复杂人-机动力学系统的高效建模和仿真分析方法一直是有待深入研究的问题。

结论摘要：

单轨车辆自身是一个不稳定系统，人-车闭环系统一定条件下也会失稳。采用协同仿真和系统辩识方法研究了单轨车辆的制动稳定性及其失稳机理。项目工作对于探索复杂非线性时变系统稳定性的研究方法、分析车轮滑移率等制动稳定性影响因素和制动临界稳定条件、为单轨车辆防抱控制系统确定车轮滑移率控制目标等具有重要理论意义和实用价值。分别采用ADAMS和MATLAB软件建立了单轨车辆多体模型和基于单点预瞄理论的驾驶员模型，二者构成闭环车辆系统的协同仿真模型。驾驶员的操纵采用转向手把输入和驾驶员上半身侧倾输入。采用正交设计方法优化了驾驶员模型反馈系数。根据移线制动工况仿真结果，采用系统辨识方法确定车辆闭环系统的传递函数，并根据根轨迹分析其稳定性。对于变速工况，将待辩识的传递函数系数作为速度的函数，解决了此类复杂时变系统的辨识问题。分析了不同制动力分配和滑移率条件下单轨车辆闭环系统的制动稳定性。研究表明，在车辆结构参数和驾驶员特性之外，影响单轨车辆制动稳定性的主要因素是前后轮滑移率和车速。从驾驶员转向操纵控制、车辆系统自身的不稳定和陀螺效应三个方面研究了单轨车辆的失稳机理，提出了单轨车辆制动稳定临界条件。