初识操稳-怎么表征和评价操稳？

操稳的内容
汽车操稳是衡量一辆车性能优劣的重要指标，包括两方面内容：操纵性和稳定性，简单的说，操纵性就是车辆能否按照驾驶员发出的指令行驶和转向，而稳定性是指当车辆受到路面、侧向风等的干扰时能否保持原来行驶状态。

操稳怎么表征？
既然操稳是衡量汽车优劣的一个重要指标，那我们必然希望这个指标越优越好，可是操稳这玩意儿这么抽象，这么飘渺，怎么才能提高？又具体要提高些什么？

首先，我们要去找等价物，找到一些具体的参数来表征汽车操稳这个性能指标，具体化！然后再通过优化这些参数来提高操稳性能，靠谱！

但是要表征好操稳是一件很难的事情！因为我们的本意是要全面、客观的表征它，但是想要全面的表征是需要大量的参数从不同的角度表征它，工作量非常大，也不现实。最重要的一点，操稳涉及到人的因素，因为车辆行驶是离不开人的操纵的，这就会使一百个人去驾驶同一辆车产生一百种不同的驾驶感受！所以全面表征也就变得很难，因为我们不可能在开发阶段邀请所有的人参与到操稳试验中。

那怎么解决表征问题？方法就是简单化+片面化！这里我们要交待下一般的对象研究方法，我们会将车看成一个控制系统，给这个系统一个输入，它必然会输出一个值，这个值就是我们要用来表征操稳性能的指标，举个例子，驾驶员想让车转向时，会转动方向盘一个角度，专业称为方向盘的角阶跃输入，这是一个输入，必然的，车辆就会随之转向，那输出是什么？有很多，那什么输出能很好的表征操稳呢？我们说肯定是转向及不及时，转向精不精准，也就是我们常说的指哪儿打哪，这些是我们关心的，好了，输出明确了，但有用吗？有具体的值吗？没有！再继续具体化，这里引入一个概念：横摆角速度，这就是一个值，我们就可以直接用这个值来评价操稳性能，因为它可以比大小，当然，具体怎么比大小我们还有说法。

首先我们要设定游戏规则，这样大家都能在规则里平等一致的比大小！这个游戏规则就是整车坐标系。见下图：



我们规定坐标原点O在整车质心位置，X轴指向车辆行驶方向并平行于地平面，Z轴竖直向上，Y向根据右手定则，且XOZ平面是位于整车的对称面上。规定好了坐标我们接下来就定义横摆角速度的概念，什么是横摆角速度？还是看上图，我们说车辆绕Z轴旋转的速度就是横摆角速度，这个应该很好理解。再进一步，为啥横摆角速度就能表征操稳特性呢？上面我们说过，当驾驶员操纵车辆转向时，在意的是车辆转向及不及时，精准不精准？恰好，横摆角速度这个值就能说明问题，这里会涉及两个概念，一是方向盘角阶跃输入下进入的瞬态响应，二是方向盘角阶跃输入下进入的稳态响应。咋理解？说直白点，我转动方向盘一定角度后不动，看车有什么反应？



如上图，一般的，车会经历两个过程，就是上面所提到的瞬态响应（时间t之间）和稳态响应（时间t之后），瞬态响应可以理解为车辆的挣扎，因为方向盘转过一个角度后，车辆并不是马上沿固定的半径做圆周运动，而是一会儿以大点的半径做圆周运动，一会以小点的半径做圆周运动，因为横摆角速度是不停的变化的，如果横摆角速度越变越小，则车辆会发生不足转向，反之会发生过度转向。当然操稳合理的车横摆角速度是不会一直变化的，最终会趋于一个稳定值（如上图所示），即会一直沿着固定的半径做圆周运动，直到方向盘回正，在趋于稳定之前的这段过程我们就称之为瞬态响应，而稳定之后就是稳态响应。我们往往会拿瞬态响应的时间来比大小，时间短肯定操稳优，因为你都没感觉车有啥变化，就顺利稳定的转弯了！说明车的转向很及时。另外，之前的文章也讲过，不足转向是另一个相关联的表征操稳的指标，就是车辆稳态后，随着车速的增加，车辆的转弯半径会越来越大，这是转向不足的定义。

综上，我们终于找到了一个能表征操稳特性的值！可以收工了吗？当然不能，因为片面化的太厉害了，我们本质上还是要追求全面客观的评价操稳的，所以再继续找啊，找等价物，能表征操稳的值，经过前人不断的研究发现，积累了很多类似的值，这里就简单罗列下：
横摆角速度频率响应；
转向盘中间位置操纵稳定性；
回正性；
转向半径；
转向轻便性；
直线行驶能力；
典型行驶工况性能；
极限行驶能力。

操稳的评价
上面我们已经讲清楚了如何去表征操稳特性，表征操稳的值有哪些，那接下来又有一个问题，我们用这些值怎么去比大小？有人说有了数值了还不能比吗？拉两辆车装上仪器一起测一下，大小一目了然！是的，这样比是没有问题的，也是可以在一定程度上反映我们车辆操稳的优劣，但这就够了吗？上面我们提到的人的因素还需要考虑吗？当然需要，不然就不客观了。这里我们怎么去评价其实是和对象有关的，上面我们提到了车这个系统，还有一种是人—车系统，针对不同的系统分别对应了不同的评价方法，对于单个的车系统，运用客观评价法，而人—车系统则是主观评价法。客观评价法直接用仪器测量数据，再比大小，主观评价法怎么比大小？打分！这辆车你开了以后能打几分，那辆车几分？有了分数自然就好比大小了！另外，再补充一点，对于就单个的车系统，目前仍是我们最主要的研究对象，因为车是固定的，不像人—车系统的千变万化，而且易于建模用于前期理论分析和虚拟仿真，能够节约大量的试验周期和费用。

最后，我们用操稳的概念来总结下：汽车的操纵稳定性是指在驾驶者不感到过分紧张、疲劳的条件下，汽车能遵循驾驶者通过转向车轮给定的方向行驶，且当遭遇外界干扰时，汽车能抵抗干扰而保持稳定行驶的能力。