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【毕业论文】基于横摆率反馈的四轮转向系统的仿真研究毕业设计说明书 【毕业论文】基于横摆率反馈的四轮转向系统的仿真研究毕业设计说明书

格式:word 上传:2022-06-24 19:05:32

《【毕业论文】基于横摆率反馈的四轮转向系统的仿真研究毕业设计说明书》修改意见稿

1、“.....系统以电子控制的形式对后轮转向进行实时控制,根据车速装备的车辆的不同对后轮转向进行控制以达到低速时反向转向和高速时同向转向,并与汽车的底盘控制系统体化,可以在控制面板上选择开启或者关闭四轮转向系统。国内外状况传统的汽车只有前轮作主动转向动作,后轮只作随动运动,根据阿克曼转向几何学原理,这样将使汽车的转弯半径很大,转向不灵活此外,随着车速的增加,汽车由于受到轮胎侧偏角的影响而使汽车的质心侧偏角增大,导致汽车高速行驶时循迹能力降低,行驶稳定性也将变差,严重时甚至会使汽车发生侧翻而汽车由于具有低速时转向灵活,中高速转向时稳定性好等优点而越来越受到人们的关注为了更为深入地了解汽车的优势,本章将对汽车的动力学特性进行理论分析图四轮转向汽车的转向特性分析四轮转向的目的于使汽车低速转向行驶时前后轮作逆向转动......”

2、“.....这样可以减小汽车的转弯半径,从而获得良好的机动性中高速转向行驶时使前后轮作同向转动,这样就可以减小车辆的质心侧偏角,提高了汽车的循迹能力,从而获得较好的操纵稳定性。阿克曼的主要观点是要使汽车在行驶直线行驶或转向行驶过程中地面与轮胎之间不出现滑移现象而是处于纯滚动状态,则要求汽车的每个车轮的运动轨迹都必须完全符合它的自然运动轨迹。根据以上原理,传统汽车在低速转向时其瞬时转向中心应该在它的后轴延长线上,如图所示而汽车低速转向时前后轮作逆向转动,其瞬时转向中心比汽车的瞬时中心更加靠近车体,且位于后轴的前方,如图所示根据图可知,相比汽车,汽车能够获得更小的转向半径,且内轮差也更小,因此提高了汽车低速转向时的机动性,即获得了更好的低速转向特性。图车辆低速转向轨迹图车辆低速转向轨迹。传统的前轮转向车辆在方向盘转动之后,前轮开始转动,然后依靠前轮的转动带动车身转动,从而实现汽车的转向,后轮只作随动动作。在转向过程中......”

3、“.....为了平衡该力,车轮将产生侧偏角,从而产生侧向力与之相平衡,此时,车辆的质心侧偏角和后轮的侧偏角也随之产生,从而产生侧向力来共同平衡车辆所产生的向心力。由向心力公式可知,随着车速的增大,车辆产生的旋转向心力越大,为了平衡此力,前轮的侧偏角将会增大,而与前轮侧偏角密切相关的质心侧偏角及后轮侧偏角也将增大,这样就会使得汽车的循迹能力变差,容易引起汽车的侧滑甚至侧翻,而汽车在中高速转向时前后轮作同向转动,使车体方向能够很好地跟踪车辆的行驶方向,从而减少了质心侧偏角,提高了汽车的循迹能力。此外,同向转动时汽车的转弯半径将增大,使汽车所受到的向心力减小,这样就在很大程度上减少了汽车发生侧翻的可能性,提高了汽车的主动安全性,及汽车在中高速时的转向轨迹如图图所示。国内对于系统的研究主要集中在几所大学里进行的,象北京理工大学吉林工业大学上海交通大学同济大学武汉理工大学天津大学等高校......”

4、“.....对于的研究基本还处于初级阶段,其研究的重点主要是汽车的动力学响应和控制方法的研究。吉林工业大学基于二自由度模型对四轮转向系统的控制方法进行了探讨,研究了轮胎侧偏特性对于四轮转向系统的影响,对四轮转向汽车的运动稳定性进行了分析。天津大学对四轮转向系统的非线性控制进行了研究,探讨了四轮转向系统发生随机分岔的参数区域。北京理工大学则在轻型卡车上安装了系统,并进行了些试验尝试。总的说来国内对系统的研究基本还处在理论研究阶段。国外现阶段的系统设计,力图达到以下目的对沿行驶路线行驶的汽车车身姿势进行控制,减小汽车的质心侧偏角,尽量控制汽车的质心侧偏角经常保持为零减少汽车横摆角速度与侧向加速度之间的相位差以及各自相位增强汽车行驶的稳定性低速行驶时具备良好的机动性,改善低速范围汽车的操纵性改善汽车的转向响应性能抵制由汽车自身参数变化因素对汽车转向响应特性的影响......”

5、“.....这些设计目标与动力系统密切相关,随着汽车动力学和控制理论的发展,各种现代控制理论开始被逐渐应用于四轮转向系统的研究中,国外具有代表性的些研究进展如下,研究了四轮转向时的轮胎侧向力与纵向力的最优合力分布,以改善汽车的侧向加速度响应和横摆角速度响应,并分析了性能加权函数对于汽车操纵稳定性的影响。对四轮转向汽车在高速时的换道行驶进行了分析,基础上,有效地降低了驾驶员的驾操控难度。秒横摆角速度二轮和四轮横摆角速度对前轮转角关系秒质心侧偏角二轮和四轮质心侧滑角对前轮转角关系秒侧向加速度二轮和四轮侧向加速度对前轮转角关系图二轮和四轮性能指标对前轮转角关系另外,频域方面有横摆率与无横摆率车辆的波德图如图所示表明本文的控制算法能够使高速状态下各响应的谐振峰减小,在谐振频率处,峰值下降,幅值下降,在低频处,幅值减少在高频处,具有高通特性......”

6、“.....特别是侧向加速度最大滞后角减小了本文横摆率跟踪的四轮转向车辆控制算法不明显改变车辆状态量对操纵输入的谐振频率,但相当于增加系统阻尼,可大大减轻车辆在高速行驶操纵时的振荡以及操纵的响应滞后,改善了车辆状态量的响应特征,降低了驾驶难度。二轮和四轮横摆角速度对前轮转角关系二轮和四轮质心侧滑角对前轮转角关系二轮和四轮侧向加速度对前轮转角关系图二轮和四轮性能指标对前轮转角关系定比例反馈系统与加横摆角速度比例反馈的系统比较秒横摆率加横摆率无横摆率横摆角速度对前轮转角关系秒质心侧偏角加横摆率无横摆率质心侧偏角对前轮转角关系秒侧向加速度加横摆率无横摆率侧向加速度对前轮转角关系图加和不加横摆率时性能指标对前轮转角关系取,加横摆率反馈的四轮转向系统车辆和无横摆率反馈的车辆的阶跃响应如图所示。阶跃信号为的前轮转向角。采用本文控制算法的车辆各状态量的时域瞬态性能指标得到改善。超调量降低,振荡减缓,反应加快......”

7、“.....稳态值不变。上述指标表明在不该变车辆稳态特性基础上,有效地降低了驾驶员的驾操控难度。加横摆率反馈控制的车辆的参数研究由于以上已经对速度进行了综合性的研究,下面重点对在车身总长不变的情况下,前轴至质心的距离和后轴至质心的距离进行研究。本文中车辆总长为米。首先,当前轴至质心的距离比参考数值减少时,即参数变化为由原来的前轴至质心的距离为米和后者到至质心的距离为变为前轴至质心的距离为米和后者到至质心的距离为米。如图所示,图表明在车身总长不变的情况下,横摆率在前轴秒横摆率横摆率对前轮转角关系秒质心侧偏角质心侧偏角对前轮转角关系至质心距离变小的情况下幅值变下,反应时间,上升时间都在减少,性能提高,但是影响效果不明显。图都表明在车身总长不变的情况下,在前轴至质心距离变小的情况下,质心侧偏角和侧向加速度的幅值减少很多,反应时间上升时间也在减少......”

8、“.....有效降低了驾驶员的操作难度。秒侧向加速度侧向加速度对前轮转角关系图前轴至质心距离减少时性能指标对前轮转角关系其次,当前轴至质心的距离比参考数值减少时,即参数变化为由原来的前轴至质心的距离为米和后者到至质心的距离为变为前轴至质心的距离为米和后者到至质心的距离为米。如图,在,时,各性能指标好像为条直线,其实不然,因为在,时,各性能指标由上图可知,并非直线,小幅度变化的,所以,在,时,各性能指标幅值提高相当多,性能变差。综上所述,在车身总长不变时,减少前轴至质心距离的距离,可以提高车身性能,减低了操作难度相反,在车身总长不变时,增加前轴至质心距离,车身性能相对降低,提高了操作难度。秒质心侧偏角横摆率对前轮转角关系秒横摆率质心侧偏角对前轮转角关系秒侧向加速度侧向加速度对前轮转角关系图前轴至质心距离变大时性能指标对前轮转角关系本章小结在环境下,分别对二轮汽车和四轮汽车,进行了车辆操纵稳定性的仿真。表明,随着车速的提高......”

9、“.....恶化了汽车的操纵稳定性。分析了汽车操纵稳定性的影响因素,给出了具有合理结构参数的仿真车辆。本章对定比例反馈的四轮转向系统和二轮转向系统进行了研究。得出定比例的四轮转向系统的性能指标更好,提高了驾驶操作难度。本章对加横摆率反馈的四轮转向系统和二轮转向系统进行了研究。得出加横摆率反馈的四轮转向系统的性能指标更好,提高了驾驶操作难度。本章对定比例反馈的四轮转向系统和加横摆率反馈的四轮转向系统进行了研究。得出加横摆率反馈的四轮转向系统性能指标更好,提高了车辆稳定性,提高了驾驶操作难度。本章在加横摆率反馈的四轮转向系统控制算法下,对影响车辆性能的两个参数进行了研究。结论和展望结论汽车四轮转向是汽车研究与应用的新技术。与二轮转向汽车相比,四轮转向汽车有如下优点低速转弯时,转向半径小,汽车的灵活性高高速行驶时,能迅速改变车道,而车身又不致产生大的摆动,减少了摆尾产生的可能性,使司机更容易控制汽车的姿态......”

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