基于虛擬樣機技術(shù)的汽車四輪轉(zhuǎn)向仿真研究設(shè)計【LB4】
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本科生畢業(yè)設(shè)計(論文)文獻綜述設(shè)計 (論文)題目基于虛擬樣機技術(shù)的汽車四輪轉(zhuǎn)向仿真研究作者所在系別機電工程學(xué)院作者所在專業(yè)車輛工程作者所在班級B13142作 者 姓 名文家麒作 者 學(xué) 號201322350指導(dǎo)教師姓名趙秋芳指導(dǎo)教師職稱副教授完 成 時 間2017年2月北華航天工業(yè)學(xué)院教務(wù)處制說 明1根據(jù)學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(論文)工作暫行規(guī)定,學(xué)生必須撰寫畢業(yè)設(shè)計(論文)文獻綜述。文獻綜述作為畢業(yè)設(shè)計(論文)答辯委員會對學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。2文獻綜述應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下,由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(論文)工作前期內(nèi)完成,由指導(dǎo)教師簽署意見并經(jīng)所在專業(yè)教研室審查。3文獻綜述各項內(nèi)容要實事求是,文字表達要明確、嚴謹,語言通順,外來語要同時用原文和中文表達。第一次出現(xiàn)縮寫詞,須注出全稱。4學(xué)生撰寫文獻綜述,閱讀的主要參考文獻應(yīng)在10篇以上(土建類專業(yè)文獻篇數(shù)可酌減),其中外文資料應(yīng)占一定比例。本學(xué)科的基礎(chǔ)和專業(yè)課教材一般不應(yīng)列為參考資料。5文獻綜述的撰寫格式按畢業(yè)設(shè)計(論文)撰寫規(guī)范的要求,字數(shù)在2000字左右。文獻綜述應(yīng)與開題報告同時提交?;谔摂M樣機技術(shù)的汽車四輪轉(zhuǎn)向仿真研究文獻綜述摘要:隨著當(dāng)今社會的發(fā)展、技術(shù)的進步,道路安全得到了人們更高的重視,為了保證行車安全,汽車的操縱穩(wěn)定性也受到了重視。四輪轉(zhuǎn)向技術(shù)能提高汽車行駛穩(wěn)定性,可以提高汽車的循跡能力。原來的研究方法會花費大量成本,由于計算機技術(shù)的發(fā)展,使用基于虛擬樣機的仿真研究,能夠減少實驗成本。關(guān)鍵字:四輪轉(zhuǎn)向;虛擬樣機;仿真 Based on the virtual prototype technology of the automobile four-wheelsteering simulation research literature review Abstract: With the development of todays society, the progress of technology, road safety received more attention, in order to ensure driving safety, the car steering stability has also been seriously. Four-wheel steering technology can improve the car stability, and can improve the tracking ability of the car. The original research methods will spend a lot of cost, due to the development of computer technology, the use of simulation based on virtual prototype, can reduce the experiment cost. Key words: Four-wheel steering;virtual prototype;Simulation1、 汽車四輪轉(zhuǎn)向仿真研究的科學(xué)意義和應(yīng)用前景隨著現(xiàn)代汽車技術(shù)的發(fā)展,汽車的行駛速度越來越快。交通安全問題成為日益嚴重的問題。在發(fā)生事故時,原來的被動安全措施不起作用,隨之產(chǎn)生了汽車主動安全的研究設(shè)計。汽車四輪轉(zhuǎn)向(4WS,4Wheel Steering)技術(shù)在這種情況下產(chǎn)生。原來的研究方法會花費大量成本,由于計算機技術(shù)的發(fā)展,產(chǎn)生了能節(jié)約很多的虛擬樣機的仿真研究。二、汽車4WS的國內(nèi)外研究概況1、汽車4WS的國外研究狀況20世紀初到20世紀八十年代。當(dāng)時的人們想要設(shè)想獲得較小的車輛轉(zhuǎn)彎半徑,應(yīng)用車輛主要是工程車和軍用車,采用前后輪同時反向轉(zhuǎn)向,來提高車輛機動性。1907年,4WS系統(tǒng)的第一個專利產(chǎn)生于日本。該結(jié)構(gòu)是將前后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)通過一根軸連接起來。該結(jié)構(gòu)早期應(yīng)用在大型車輛上。20世界八九十年代。車輛動力學(xué)研究的深入,人們認識到4WS系統(tǒng)能提高汽車高速行駛的操縱穩(wěn)定性,世界各大公司開始對4WS技術(shù)進行研發(fā),日本是其中的典型代表,1985年,NISSAN公司的HICAS系統(tǒng)首次應(yīng)用在乘用車上。隨后HICAS系統(tǒng)進行了更新?lián)Q代,產(chǎn)生了HICAS2和Super HICAS等產(chǎn)品,這些系統(tǒng)提高了汽車高速轉(zhuǎn)向操縱穩(wěn)定性。1987年,Mazda公司的車速感應(yīng)型4WS系統(tǒng)(Takiguchi T.et al.1986)應(yīng)用于轎車上。90年代末至今。隨著電控技術(shù)的發(fā)展,近年來歐美日等國家對智能交通系統(tǒng),智能車輛公路系統(tǒng)等特大項目越來越重視??蒲腥藛T不再從單一的開環(huán)系統(tǒng)考慮,而是從人-車-路閉環(huán)系統(tǒng)全面綜合地分析研究汽車主動底盤控制系統(tǒng)。,有效改善了整車的綜合性能。Delphi公司和GM公司聯(lián)合研發(fā)的電動式4WS系統(tǒng)(QUADRASTEER)最具代表性。該系統(tǒng)裝備于GM公司量產(chǎn)的車輛GMC 2002 Sierra Denali輕卡上,極大改善了低速的機動性。2、汽車4WS的國內(nèi)研究狀況上海交通大學(xué)的喻凡8教授采用了PID控制和非線性的滑??刂评碚?,結(jié)合了直接橫擺力矩,對汽車模型進行了集成控制。吉林大學(xué)的郭孔輝院士對輪胎模型進行了深入的研究,提出了統(tǒng)一輪胎模型。武漢理工大學(xué)的鐘紹華10教授通過建立二自由度的4WS模型,分析其對定性的影響。四輪轉(zhuǎn)向(4WS)作為改善汽車操縱穩(wěn)定性能最有效的一種主動底盤控制技術(shù),通過對汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的直接作用,有效地改善了汽車的轉(zhuǎn)向操縱性能和行駛安全性能。車輛穩(wěn)定性控制系統(tǒng)(VSC)從提高汽車行駛穩(wěn)定性的控制目標出發(fā),通過調(diào)節(jié)作用在車輪上縱向力的大小,在車體上產(chǎn)生一個橫擺力偶矩,從而糾正汽車的行駛姿態(tài),改善汽車的轉(zhuǎn)向特性,使汽車在各種路面和各種行駛工況下都獲得良好的行駛穩(wěn)定性。三、4WS技術(shù)的發(fā)展趨勢和前景四輪轉(zhuǎn)向技術(shù)(4WS,4 Wheel Steering),其主要目的是增強轎車在高速行駛或在側(cè)向風(fēng)力作用下的操縱穩(wěn)定性,改善低速時的操縱輕便性,在轎車高速行駛時便于由一個車道向另一個 車道的移動調(diào)整,以減少調(diào)頭時的轉(zhuǎn)彎半徑。上世紀80年代的本田Prelude轎車、馬自達602轎車及GMBlazerXT-1概念車都曾應(yīng)用了四輪轉(zhuǎn)向技術(shù) 。根據(jù)現(xiàn)時車速的不同,系 統(tǒng)轉(zhuǎn)向后軸具有三種轉(zhuǎn)向動作:異相、中相和同相。低速行駛時,后輪轉(zhuǎn)彎方向與前輪相反,這就是異相。中速行駛時,后輪筆直而保持中相。高速行駛時,后輪處 于正相,和前輪轉(zhuǎn)彎方向相同。在低速行駛時,異相拖曳操縱,尾部跟隨車輛的真實軌跡,比兩輪轉(zhuǎn)向更緊密。這使得在城市交通中的駕駛更容易。低速操縱時,如 倒車上船板或野營帶拖車停車時,Quadrasteer將使操縱更容易。倒拖車時。負相極大地改進拖車對轉(zhuǎn)向動作的反應(yīng),更容易使車輛就位。 從20世紀80年代末期到今天,日本汽車制造商一直延續(xù)著獨立采用四輪轉(zhuǎn)向的傳統(tǒng)。但四輪轉(zhuǎn)向受到了電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)和橫向偏擺控制系統(tǒng)的威脅,這兩種裝置都能夠使四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)一樣糾正轉(zhuǎn)向不足/轉(zhuǎn)向過度,而不會導(dǎo)致成本和重量增加過多不利影響。日產(chǎn)Skyline GT-R仍在向世人證明四輪轉(zhuǎn)向是具有價值的挑戰(zhàn)性駕控特性。通過電腦輔助,日產(chǎn)的超級HICAS系統(tǒng)啟用了嚴密控制的直排輪剎車,這種形式可以被任何一種替代手段予以貫徹。當(dāng)您面臨彎角的挑戰(zhàn)時,后輪將首先逆向轉(zhuǎn)向,以便提升初始轉(zhuǎn)向響應(yīng)的敏銳度。然后,當(dāng)傳感器感應(yīng)到汽車回應(yīng)轉(zhuǎn)向操控時,后輪將在與前輪相同的方向轉(zhuǎn)向,從而立刻導(dǎo)入后胎的滑動響應(yīng),這種響應(yīng)可有助于調(diào)整攻彎的角度。由于電腦在監(jiān)控著整個過程,轉(zhuǎn)向過度量將一直得到抑制。所以現(xiàn)在除了一些大型卡車和賽車使用外,乘用車幾乎都沒有使用,四輪轉(zhuǎn)向技術(shù)極大地提升了大型車輛的操縱性、穩(wěn)定性、安全性及舒適性,是一項與防抱制動系統(tǒng)ABS、牽引力控制系統(tǒng)TCS相媲美的具有劃時代意義的汽車技術(shù)革命,改變了大型車輛的未來,并可望于未來的5年內(nèi)成為大型車輛最受歡迎的選裝件之一四、總結(jié) 當(dāng)今社會,道路交通設(shè)施不斷完善,汽車的新技術(shù)也不斷涌現(xiàn)。汽車的保有量也越多,如何提高汽車行駛時的安全性顯得尤為重要,被動安全已經(jīng)不能滿足人們的要求,主動安全得到了人們越來越高的重視。四輪轉(zhuǎn)向技術(shù)是一種能有效提高汽車行駛穩(wěn)定性的技術(shù),它可以使車輛低速時改善其機動性,它可以使車輛在高速時改善穩(wěn)定性。 五、參考文獻 1殷國棟,陳南.四輪轉(zhuǎn)向控制技術(shù)的理論及應(yīng)用研究J.山東交通學(xué)院報.2008,6(2) :10-13 2郭孔輝.汽車操縱動力學(xué).吉林科學(xué)技術(shù)出版社,1991.3王洪禮,張峰,喬宇.汽車四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的非線性控J.機械強度,2003,25(2):130-133.4Kanai K.Design of Adaptive-Type Yaw Rate Lateral Acceleration and D-Controllers for 4-Wheel Steering Car.SICE.1998.24(4):426-4285Vikas A.Willumit H.P.Use of Fuzzy-Control Concepts in Four-Wheel-Steering Vehicles.Proceedings of XXV FISITA Congress.1994.SAE Paper 9450376焦峰,陳南,秦緒柏.四輪轉(zhuǎn)向汽車操縱動力學(xué)虛擬仿真分析J,汽車工程,2004,(1):5-87崔勝民,李滿天.基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的四輪轉(zhuǎn)向車輛控制眼就J.哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報,2002,34(3)8王輝,喻凡.基于Matalab的四輪轉(zhuǎn)向車輛操縱穩(wěn)定性仿真研究.系統(tǒng)仿真學(xué)報.第18卷第9期,20069余志生.汽車理論M.北京:機械工業(yè)出版社,1992.10鐘紹華,肖植雄,黃妙華.4WS汽車二自由度模型操縱穩(wěn)定性分析J.武漢汽車工業(yè)大學(xué)學(xué)報,1998,20(6):13-17.11李建成.汽車轉(zhuǎn)向原理.北京:機械工業(yè)出版社,2003.12方力.汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的綜述.哈爾濱.國防工業(yè)出版社,2008.指導(dǎo)教師意見 指導(dǎo)教師: 年 月 日專業(yè)教研室審查意見 負責(zé)人: 年 月 日第 4 頁 共 4 頁
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