汽車雙前橋轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的分析、建模仿真與優(yōu)化.pdf

1、多軸轉(zhuǎn)向汽車在社會中所發(fā)揮的作用日趨顯著，其市場需求不斷增加，但是相關(guān)的研究較少，不夠深入和完善。在此背景下，本課題對雙前橋轉(zhuǎn)向車輛的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進行了較為全面的研究。本文研究覆蓋了雙前橋轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向理論、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型及優(yōu)化、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的動力學(xué)分析、雙前橋轉(zhuǎn)向汽車的線性二自由度汽車模型以及其穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。 本文首先闡述多橋轉(zhuǎn)向理論國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，總結(jié)了前人的主要研究工作和成果；同時指出了多橋轉(zhuǎn)向中尚未解決、依然面臨的難點和問題。其次介

2、紹了雙前橋轉(zhuǎn)向車輛的轉(zhuǎn)向機構(gòu)和轉(zhuǎn)向理論：重點闡明雙前橋汽車在轉(zhuǎn)向過程中的理想運動學(xué)特征，推導(dǎo)了轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角之間的相互關(guān)系。 隨后建立了雙前橋轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的整體數(shù)學(xué)模型及其優(yōu)化模型。為便于分析與建模將轉(zhuǎn)向系分成轉(zhuǎn)向梯形、垂臂—節(jié)臂—直拉桿、雙擺桿機構(gòu)三部分，由局部到整體建立完整數(shù)學(xué)模型；深入地剖析了雙前橋轉(zhuǎn)向汽車的轉(zhuǎn)向過程，分析了雙前橋轉(zhuǎn)向汽車在轉(zhuǎn)向過程中理想化的內(nèi)、外輪轉(zhuǎn)角和實際操作過程中的差異，提出了以‘錯位距離’最小為優(yōu)化目標(biāo)，瞬

3、時轉(zhuǎn)向中心線為約束條件的一個嶄新的優(yōu)化模型。并結(jié)合約束條件改進了原始優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，引申出了一種簡單有效的可行性方案。 之后將線性二自由度汽車模型理論應(yīng)用于雙前橋轉(zhuǎn)向汽車，對雙前橋轉(zhuǎn)向汽車進行運動學(xué)分析。主要以牛頓力學(xué)原理為基礎(chǔ)，結(jié)合各參量間的幾何、動力學(xué)關(guān)系，以車輛轉(zhuǎn)向過程中Y軸方向受力和繞車輛坐標(biāo)系z軸的轉(zhuǎn)矩平衡為切入點推導(dǎo)了雙前橋轉(zhuǎn)向汽車的運動學(xué)微分方程組；并對其適當(dāng)推廣得出同樣適用多軸轉(zhuǎn)向車輛的微分運動學(xué)方程組。