基于虛擬樣機(jī)技術(shù)的汽車(chē)四輪轉(zhuǎn)向仿真研究

基于虛擬樣機(jī)技術(shù)的汽車(chē)四輪轉(zhuǎn)向仿真研究,基于,虛擬,樣機(jī),技術(shù),汽車(chē),輪轉(zhuǎn),仿真,研究,鉆研 理工科類(lèi) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告 論文 (設(shè)計(jì) )題目 基于虛擬樣機(jī)技術(shù)的汽車(chē)四 輪轉(zhuǎn)向仿真研究 作者所在系 別 機(jī)電工程學(xué)院 作者所在專(zhuān)業(yè) 車(chē)輛工程 作者所在班級(jí) 者 姓 名 文家麒 作 者 學(xué) 號(hào) 201322350 指導(dǎo)教師姓名 趙秋芳 指導(dǎo)教師職稱(chēng) 副教授 完 成 時(shí) 間 2017 年 2 月 北華航天工業(yè)學(xué)院教務(wù)處制 說(shuō) 明 1． 根據(jù)學(xué)校《畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )工作暫行規(guī)定》，學(xué)生必須撰寫(xiě)《畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告》。開(kāi)題報(bào)告作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)對(duì)學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。 2． 開(kāi)題報(bào)告 應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見(jiàn)及所在專(zhuān)業(yè)教研室論證審查后生效。 開(kāi)題報(bào)告不合格者需重做。 3．畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告各項(xiàng)內(nèi)容要實(shí)事求是，逐條認(rèn)真填寫(xiě)。其中的文字表達(dá)要明確、嚴(yán)謹(jǐn)，語(yǔ)言通順，外來(lái)語(yǔ)要同時(shí)用原文和 中文表達(dá)。第一次出現(xiàn)縮寫(xiě)詞，須注出全稱(chēng)。 4．開(kāi)題報(bào)告中除最后一頁(yè)外均由學(xué)生填寫(xiě)，填寫(xiě)各欄目時(shí)可根據(jù)內(nèi)容另加附頁(yè)。 5． 閱讀的主要參考文獻(xiàn)應(yīng)在 10 篇以上（ 土建類(lèi)專(zhuān)業(yè)文獻(xiàn)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(zhuān)業(yè)課教材一般不應(yīng)列為參考資料。 6．參考文獻(xiàn)的書(shū)寫(xiě)應(yīng)遵循畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）撰寫(xiě)規(guī)范要求。 7．開(kāi)題報(bào)告應(yīng)與文獻(xiàn)綜述、一篇外文譯文和外文原文復(fù)印件同時(shí)提交，文獻(xiàn)綜述的撰寫(xiě)格式按畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）撰寫(xiě)規(guī)范的要求，字?jǐn)?shù)在 2000 字左右。 第 1 頁(yè) 共 4 頁(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )開(kāi)題報(bào)告 學(xué)生姓名 文家麒 專(zhuān) 業(yè) 車(chē)輛工程 班 級(jí) 導(dǎo)教師姓名 趙秋芳 職 稱(chēng) 副教授 工作單位 北華航天工業(yè)學(xué)院 課題來(lái)源 教師自擬課題 課題性質(zhì) 應(yīng)用 研究 課題名稱(chēng) 基于虛擬樣機(jī)技術(shù)的汽車(chē)四輪轉(zhuǎn)向仿真研 研究 本設(shè)計(jì)的科學(xué)依據(jù) （科學(xué)意義和應(yīng)用前景，國(guó)內(nèi)外研究概況，目前技術(shù)現(xiàn)狀、水平和發(fā)展趨勢(shì)等 ） 一、 汽車(chē)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(chē)技術(shù)的發(fā)展，汽車(chē)的行駛速度越來(lái)越快。交通安全問(wèn)題成為日益嚴(yán)重的問(wèn)題。在發(fā)生事故時(shí)，原來(lái)的被動(dòng)安全措施不起作用，隨之產(chǎn)生了汽車(chē)主動(dòng)安全的研究設(shè)計(jì)。汽車(chē) 四輪轉(zhuǎn)向 (4術(shù)在這種情況下產(chǎn)生。原來(lái)的研究方法會(huì)花費(fèi)大量成本，由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)生了能節(jié)約很多的虛擬樣機(jī)的仿真研究 。 二、汽車(chē) 4國(guó)內(nèi)外研究概況 1、汽車(chē) 4國(guó)外研究狀況 20 世紀(jì)初到 20 世紀(jì)八十年代。當(dāng)時(shí)的人們想要設(shè)想獲得較小的車(chē)輛轉(zhuǎn)彎半徑，應(yīng)用車(chē)輛主要是工程車(chē)和軍用車(chē)，采用前后輪同時(shí)反向轉(zhuǎn)向，來(lái)提高車(chē)輛機(jī)動(dòng)性。 1907 年， 4統(tǒng)的第一個(gè)專(zhuān)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(guò)一根軸連接起來(lái)。該結(jié)構(gòu)早期應(yīng)用在大型車(chē)輛上。 20 世界八九十年代。車(chē) 輛動(dòng)力學(xué)研究的深入，人們認(rèn)識(shí)到 4界各大公司開(kāi)始對(duì) 4術(shù)進(jìn)行研發(fā)，日本是其中的典型代表， 1985 年， 司的 統(tǒng)首次應(yīng)用在乘用車(chē)上。隨后 統(tǒng)進(jìn)行了更新?lián)Q代，產(chǎn)生了 產(chǎn)品，這些系統(tǒng)提高了汽車(chē)高速轉(zhuǎn)向操縱穩(wěn)定性。 1987年， 司的車(chē)速感應(yīng)型 4統(tǒng)（ 用于轎車(chē)上。 90 年代末至今。隨著電控技術(shù)的發(fā)展，近年來(lái)歐美日等國(guó)家對(duì)智能交通系統(tǒng)，智能車(chē)輛公路系 統(tǒng)等特大項(xiàng)目越來(lái)越重視?？蒲腥藛T不再?gòu)膯我坏拈_(kāi)環(huán)系統(tǒng)考慮，而是從人 路閉環(huán)系統(tǒng)全面綜合地分析研究汽車(chē)主動(dòng)底盤(pán)控制系統(tǒng)。，有效改善了整車(chē)的綜合性能。 M 公司聯(lián)合研發(fā)的電動(dòng)式 4統(tǒng)（ 最具代表性。該系統(tǒng)裝備于 司量產(chǎn)的車(chē)輛 002 卡上，極大改善了低速的機(jī)動(dòng)性 。 2、汽車(chē) 4國(guó)內(nèi)研究狀況 上海 交通大學(xué)的喻凡教授采用了 制和非線性的滑?？刂评碚?，結(jié)合了直接橫擺力矩，對(duì)汽車(chē)模型進(jìn)行了集成控制。 吉林大學(xué)的 郭孔輝院士對(duì)輪胎模型進(jìn)行了深入的研究，提出了統(tǒng)一輪胎模型。 武漢理工大學(xué)的鐘紹華教授通過(guò)建立二自由度的 4型，分析其對(duì)定性的影響。 第 2 頁(yè) 共 4 頁(yè) 3、 4術(shù)發(fā)展趨勢(shì) 4統(tǒng)能夠在很大的范圍類(lèi)有效的提高機(jī)車(chē)的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)特性，在極限工況下，他也能夠很好的地報(bào)紙機(jī)車(chē)的超操縱穩(wěn)定性。不久的將來(lái)， 4術(shù)將隨著進(jìn)一步深化研究和相關(guān)領(lǐng)域理 論及技術(shù)的發(fā)展而得到長(zhǎng)足的進(jìn)步，并在車(chē)輛系統(tǒng)中得到更廣泛的引用，尤其 是在提高車(chē)輛的中高速度的棗粽穩(wěn)定性方面會(huì)得到廣泛的應(yīng)用。未來(lái) 4統(tǒng)的研究方向主要集中在 以下方面： a） 將人的因素考慮到操縱控制系統(tǒng)中去，研究由駕駛員構(gòu)成的閉環(huán)控制系統(tǒng)。 b） 考慮汽車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)橫向負(fù)荷轉(zhuǎn)移造成的輪胎特性的變化，研究非線性多自由度的控制模型。 c） 進(jìn)一步研究汽車(chē)的瞬態(tài)特性，并應(yīng)用于 4制模型。 d） 采用最新的控制理論和控制方法來(lái)進(jìn)行 4 e） 研究和開(kāi)發(fā)高靈敏度和高精度的傳感器，為 4究領(lǐng)域測(cè)試技術(shù)的發(fā)展最北前提條件。 f） 進(jìn)一步研究和開(kāi)發(fā) 4統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，提高其響應(yīng)特性。 g） 進(jìn)一步開(kāi)發(fā)和研究智能汽車(chē)的 4統(tǒng)。 h） 將 4是 主動(dòng)控制 4統(tǒng)研究的長(zhǎng)期目標(biāo)。 第 3 頁(yè) 共 4 頁(yè) 設(shè)計(jì)內(nèi)容和預(yù)期成果 （具體設(shè)計(jì)內(nèi)容和重點(diǎn)解決的技術(shù)問(wèn)題、預(yù)期成果和提供的形式） 1、 設(shè)計(jì)內(nèi)容 1、 建立四輪轉(zhuǎn)向仿真模型； 3、進(jìn)行可視化 仿真。 2、預(yù)期成果 1、 完成仿真模型，進(jìn)行分析； 2、完成論文 。 擬采取設(shè)計(jì)方法和技術(shù)支持 （設(shè)計(jì)方案、技術(shù)要求、實(shí)驗(yàn)方法和步驟、可能遇到的問(wèn)題和解決辦法等） 用虛擬樣機(jī)技術(shù)建立四輪轉(zhuǎn)向仿真模型， 并進(jìn)行仿真 ，從而達(dá)到縮短設(shè)計(jì)周期和節(jié)約實(shí)驗(yàn)金費(fèi)的目的。 第 4 頁(yè) 共 4 頁(yè) 實(shí)現(xiàn)本項(xiàng)目已具備的條件 （包括過(guò)去學(xué)習(xí)、研究工作基礎(chǔ)，現(xiàn) 有主要儀器設(shè)備、設(shè)計(jì)環(huán)境及協(xié)作條件等） 1、 可以從圖書(shū)館借閱相關(guān)的文獻(xiàn)資料； 2、 要有一臺(tái)較高性能的電腦，便于進(jìn)行仿真試驗(yàn)； 3、 有一定的軟件應(yīng)用基礎(chǔ)，能夠較快的使用 件； 4、要了解汽車(chē)轉(zhuǎn)向的相關(guān)知識(shí) 。 各環(huán)節(jié)擬定階段性工作進(jìn)度 (以周為單位 ) 1 查閱四輪轉(zhuǎn)向和聯(lián)合仿真的相關(guān)資料和文獻(xiàn)，完成文獻(xiàn)綜述，完成外文翻譯，撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告； 5 利用 立四輪轉(zhuǎn)向的仿真模型，進(jìn)行仿真試驗(yàn)； 13 進(jìn)行 仿 真； 15 總結(jié)畢業(yè)設(shè)計(jì)，按照規(guī)范編 寫(xiě)論文準(zhǔn)備答辯。 第 5 頁(yè) 共 4 頁(yè) 開(kāi) 題 報(bào) 告 審 定 紀(jì) 要 時(shí) 間 地點(diǎn) 主持人 參 會(huì) 教 師 姓 名 職 務(wù)（職 稱(chēng)） 姓 名 職 務(wù)（職 稱(chēng)） 論 證 情 況 摘 要 記錄人： 指 導(dǎo) 教 師 意 見(jiàn) 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 教 研 室 意 見(jiàn) 教研室主任簽名： 年 月 日 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )文獻(xiàn)綜述 設(shè)計(jì) (論文 )題目 基于虛擬樣機(jī)技術(shù)的汽車(chē)四 輪轉(zhuǎn)向仿真研究 作者所在系 別 機(jī)電工程學(xué)院 作者所在專(zhuān)業(yè) 車(chē)輛工程 作者所在班級(jí) 者 姓 名 文家麒 作 者 學(xué) 號(hào) 201322350 指導(dǎo)教師姓名 趙秋芳 指導(dǎo)教師職稱(chēng) 副教授 完 成 時(shí) 間 2017 年 2 月 北華航天工業(yè)學(xué)院教務(wù)處制 說(shuō) 明 1． 根據(jù)學(xué)?！懂厴I(yè)設(shè)計(jì) (論文 )工作暫行規(guī)定》，學(xué)生必須撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )文獻(xiàn)綜述。文獻(xiàn)綜述作為畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )答辯委員會(huì)對(duì)學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。 2． 文獻(xiàn)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(jì) (論文 )工作前期內(nèi)完成，由指導(dǎo)教師簽署意見(jiàn)并經(jīng)所在專(zhuān)業(yè)教研室審查。 3．文獻(xiàn)綜述各項(xiàng)內(nèi)容要實(shí)事求是，文字表達(dá)要明確、嚴(yán)謹(jǐn)，語(yǔ)言通順，外來(lái)語(yǔ)要同時(shí)用原文和中文表達(dá)。第一次出現(xiàn)縮寫(xiě)詞，須注出全稱(chēng)。 4．學(xué)生撰寫(xiě)文獻(xiàn)綜述， 閱讀的主要參考 文獻(xiàn)應(yīng)在 10 篇以上（ 土建類(lèi)專(zhuān)業(yè)文獻(xiàn)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(zhuān)業(yè)課教材一般不應(yīng)列為參考資料。 5．文獻(xiàn)綜述的撰寫(xiě)格式按畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )撰寫(xiě)規(guī)范的要求，字?jǐn)?shù)在 2000 字左右。文獻(xiàn)綜述應(yīng)與開(kāi)題報(bào)告同時(shí)提交。 第 1 頁(yè) 共 4 頁(yè) 基于虛擬樣機(jī)技術(shù)的汽車(chē)四輪轉(zhuǎn)向仿真研究 文獻(xiàn)綜述 摘要： 隨著當(dāng)今社會(huì)的發(fā)展、技術(shù)的進(jìn)步，道路安全得到了人們更高的重視，為了保證行車(chē)安全，汽車(chē)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(chē)行駛穩(wěn)定性，可以提高汽車(chē)的循跡能力。 原來(lái)的研究方法會(huì)花費(fèi)大量成本 ，由于計(jì)算機(jī) 技術(shù)的發(fā)展，使用基于 虛擬樣機(jī)的仿真研究 ，能夠減少實(shí)驗(yàn)成本。 關(guān)鍵字： 四輪轉(zhuǎn)向 ； 虛擬樣機(jī)；仿真 on of of s of in to of a of to of of on 、 汽車(chē)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(chē)技術(shù)的發(fā)展，汽車(chē)的行駛速度越來(lái)越快。交通安全問(wèn)題成為日益嚴(yán)重的問(wèn)題。在發(fā)生事故時(shí)，原來(lái)的被動(dòng)安全措施不起作用，隨之產(chǎn)生了汽車(chē)主動(dòng)安全的研究設(shè)計(jì)。汽車(chē)四輪轉(zhuǎn)向 (4術(shù)在這種情況下產(chǎn)生。原來(lái)的研究方法會(huì)花費(fèi)大量成本，由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)生了能節(jié)約很多的虛擬樣機(jī)的仿真研究 。 二、汽車(chē) 4國(guó)內(nèi)外研究概況 1、汽車(chē) 4國(guó)外研究狀況 20 世紀(jì)初到 20 世紀(jì)八十 年代。當(dāng)時(shí)的人們想要設(shè)想獲得較小的車(chē)輛轉(zhuǎn)彎半徑，應(yīng)用車(chē)輛主要是工程車(chē)和軍用車(chē)，采用前后輪同時(shí)反向轉(zhuǎn)向，來(lái)提高車(chē)輛機(jī)動(dòng)性。 1907 年， 4統(tǒng)的第一個(gè)專(zhuān)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(guò)一根軸連接起來(lái)。該結(jié)構(gòu)早期應(yīng)用在大型車(chē)輛上。 20 世界八九十年代。車(chē)輛動(dòng)力學(xué)研究的深入，人們認(rèn)識(shí)到 4統(tǒng)能提高汽車(chē)高速行駛的操縱穩(wěn)定性，世界各大公司開(kāi)始對(duì) 4術(shù)進(jìn)行研發(fā)，日本是其中的典型代 第 2 頁(yè) 共 4 頁(yè) 表， 1985 年， 司的 統(tǒng)首次應(yīng)用在乘用車(chē)上。隨后 統(tǒng)進(jìn)行了更新?lián)Q代，產(chǎn)生了 產(chǎn)品，這些系統(tǒng)提高了汽車(chē)高速轉(zhuǎn)向操縱穩(wěn)定性。 1987年， 司的車(chē)速感應(yīng)型 4統(tǒng) （ 用于轎車(chē)上。 90 年代末至今。隨著電控技術(shù)的發(fā)展，近年來(lái)歐美日等國(guó)家對(duì)智能交通系統(tǒng)，智能車(chē)輛公路系統(tǒng)等特大項(xiàng)目越來(lái)越重視?？蒲腥藛T不再?gòu)膯我坏拈_(kāi)環(huán)系統(tǒng)考慮，而是從人 路閉環(huán)系統(tǒng)全面綜合地分析研究汽車(chē)主動(dòng)底盤(pán)控制系統(tǒng)。，有效改善了整車(chē)的綜合性能。 司和 司聯(lián)合研發(fā)的電動(dòng)式 4統(tǒng)（ 最具代表性。該系統(tǒng)裝備于 司量產(chǎn)的車(chē)輛 002 卡上，極大改善了低速的機(jī)動(dòng)性 。 2、汽車(chē) 4國(guó)內(nèi)研究狀況 上海 交通大學(xué)的喻凡 [8]教授采用了 制和非線性的滑?？刂评碚摚Y(jié)合了直接橫擺力矩，對(duì)汽車(chē)模型進(jìn)行了集成控制。 吉林大學(xué)的 郭孔輝院士對(duì)輪胎模型進(jìn)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(guò)建立二自由度的 4型，分析其對(duì)定性的影響。 四輪轉(zhuǎn)向 (4為改善汽車(chē)操縱穩(wěn)定性能最有效的一種主動(dòng)底盤(pán)控制技術(shù)，通過(guò)對(duì)汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的直接作用，有效地改善了汽 車(chē)的轉(zhuǎn)向操縱性能和行駛安全性能。車(chē)輛穩(wěn)定性控制系統(tǒng) (提高汽車(chē)行駛穩(wěn)定性的控制目標(biāo)出發(fā)，通過(guò)調(diào)節(jié)作用在車(chē)輪上縱向力的大小，在車(chē)體上產(chǎn)生一個(gè)橫擺力偶矩，從而糾正汽車(chē)的行駛姿態(tài)，改善汽車(chē)的轉(zhuǎn)向特性，使汽車(chē)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、 4術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 和前景 四輪轉(zhuǎn)向技術(shù) (4 其主要目的是增強(qiáng)轎車(chē)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(shí)的操縱輕便性，在轎車(chē)高速行駛時(shí)便于由一個(gè)車(chē)道向另一個(gè) 車(chē)道的移動(dòng)調(diào)整，以減少調(diào)頭時(shí)的轉(zhuǎn)彎半徑。上世紀(jì) 80 年代的本田 車(chē)、馬自達(dá) 602 轎車(chē)及 念車(chē)都曾 應(yīng)用了四輪轉(zhuǎn)向技術(shù) 。 根據(jù)現(xiàn)時(shí)車(chē)速的不同，系 統(tǒng)轉(zhuǎn)向后軸具有三種轉(zhuǎn)向動(dòng)作：異相、中相和同相。低速行駛時(shí)，后輪轉(zhuǎn)彎方向與前輪相反，這就是異相。中速行駛時(shí)，后輪筆直而保持中相。高速行駛時(shí)，后輪處 于 正相，和前輪轉(zhuǎn)彎方向相同。在低速行駛時(shí)，異相拖曳操縱，尾部跟隨車(chē)輛的真實(shí)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(shí)，如 倒車(chē)上船板或野營(yíng)帶拖車(chē)停車(chē)時(shí)， 使操縱更容易。倒拖車(chē)時(shí)。負(fù)相極大地改進(jìn)拖車(chē)對(duì)轉(zhuǎn)向動(dòng)作的反應(yīng)，更容易使車(chē)輛就位。 從 20 世紀(jì) 80 年代末期到今天，日本汽車(chē)制造商一直延續(xù)著獨(dú)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(guò)度，而不會(huì)導(dǎo)致成本和重量增加過(guò)多不利影響。 日產(chǎn) 在向世人證明四輪轉(zhuǎn)向是具有價(jià)值的挑戰(zhàn)性駕控特性。通過(guò)電腦輔助，日產(chǎn)的超級(jí) 統(tǒng)啟用了嚴(yán)密控制的直排輪剎車(chē)，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(shí)，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(chē)回應(yīng)轉(zhuǎn)向操控時(shí)，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(dòng)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(gè)過(guò)程，轉(zhuǎn)向過(guò)度量將一直得到抑制。所以現(xiàn)在除了一些大型卡車(chē)和賽車(chē)使用外，乘用車(chē)幾乎都沒(méi)有使用，四輪轉(zhuǎn)向技術(shù) 極大地提升了大型車(chē)輛的操縱性、穩(wěn)定性、安全性及舒適性，是一項(xiàng)與防抱制動(dòng)系統(tǒng) 引力控制系統(tǒng) 媲美的具有劃時(shí)代意義的汽車(chē)技術(shù)革命，改變了大型車(chē)輛的未來(lái)，并可望于未來(lái)的 5 年內(nèi)成為大型車(chē)輛最受歡迎的選裝件之一 四、總結(jié) 當(dāng)今社會(huì)，道路交通設(shè)施不斷完善，汽車(chē)的新技術(shù)也不斷涌現(xiàn)。汽車(chē)的保有量 也越多， 第 3 頁(yè) 共 4 頁(yè) 如何提高汽車(chē)行駛時(shí)的安全性顯得尤為重要，被動(dòng)安全已經(jīng)不能滿(mǎn)足人們的 要求，主動(dòng)安全 得到了人們?cè)絹?lái)越高的重視。四輪轉(zhuǎn)向技術(shù)是一種能有效提高汽車(chē)行駛穩(wěn)定性的技術(shù)，它可 以使車(chē)輛低速時(shí)改善其機(jī)動(dòng)性，它可以使車(chē) 輛在高速時(shí)改善穩(wěn)定性。 五、參考文獻(xiàn) [1]殷國(guó)棟 ,陳南 J]2008,6(2) :10[2]郭孔輝 吉林科學(xué)技術(shù)出版社， 1991. [3]王洪禮 ,張峰 ,喬宇 J]2003,25(2):130[4]):4265]se 45037 [6]焦峰 ,陳南 ,秦緒柏 J],汽車(chē)工程 ,2004,(1):57]崔勝民 ,李滿(mǎn)天 輪轉(zhuǎn)向車(chē)輛控制眼就 [J]2002,34(3) [8]王輝 ,喻凡 系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào) 8卷第 9期 ,2006 [9]余志生 M]機(jī)械工業(yè)出版社 ,1992. [10]鐘紹華 ,肖植雄 ,黃妙華 車(chē)二自由度模型操縱穩(wěn)定性分析 [J]1998,20(6):13[11]李建成 北京 :機(jī)械工業(yè)出版社， 2003. [12]方力 哈爾濱 2008. 第 4 頁(yè) 共 4 頁(yè) 指導(dǎo)教師意見(jiàn) 指導(dǎo)教師： 年 月 日 專(zhuān)業(yè)教研室審查意見(jiàn) 負(fù)責(zé)人： 年 月 日 密 級(jí) 分類(lèi)號(hào) 編 號(hào) 成 績(jī) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 外 文 翻 譯 原 文 標(biāo) 題 of of 譯 文 標(biāo) 題 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展的歷史 作者所在系 別 機(jī)電工程學(xué)院 作者所在專(zhuān)業(yè) 車(chē)輛工程 作者所在班級(jí) 者 姓 名 文家麒 作 者 學(xué) 號(hào) 201322350 指導(dǎo)教師姓名 趙秋芳 指導(dǎo)教師職稱(chēng) 副教授 完 成 時(shí) 間 2017 年 2 月 北華航天工業(yè)學(xué)院教務(wù)處制 1 譯文標(biāo)題 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展 原文標(biāo)題 of of 者 名 艾布特 國(guó) 籍 美國(guó) 原文出處 要： 車(chē)輛的基本系統(tǒng)中必須有轉(zhuǎn)向系統(tǒng) ,駕駛員操縱 方向盤(pán)來(lái) 通過(guò)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)來(lái) 控制汽車(chē)的 行駛方向 ,達(dá)到他的行駛目的 。 100 多年來(lái) ,汽車(chē)工業(yè)機(jī)械和電子技術(shù) 在不斷 發(fā)展和進(jìn)步。今天 的 汽車(chē)不是純機(jī)械意義上的汽車(chē) ,它是機(jī)械、電子、材料和其他綜合產(chǎn)品。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)隨著汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展在長(zhǎng)期進(jìn)化。 關(guān)鍵詞： 轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 汽車(chē) 駕駛 發(fā)展 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在車(chē)輛系統(tǒng)的基本系統(tǒng)是必要的 ,司機(jī)通過(guò)方向盤(pán)來(lái)操縱和控制汽車(chē)的方向旅行 ,以實(shí)現(xiàn)他的駕駛意圖。 100 多年來(lái)， 汽車(chē)工業(yè)機(jī)械和電子技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。今天 ,汽車(chē)不是純機(jī)械意義上的汽車(chē) ,它是機(jī)械、電子、材料和其他綜合產(chǎn)品。轉(zhuǎn) 向系統(tǒng)隨著汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展在長(zhǎng)期進(jìn)化。 傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng) ,汽車(chē)方向盤(pán) ,通過(guò)引導(dǎo)控制等一系列的機(jī)械零件方向盤(pán)實(shí)現(xiàn)偏轉(zhuǎn) ,從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。 在 1950 年代 ,液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在汽車(chē)應(yīng)用 ,標(biāo)志著轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的開(kāi)始。源以前的人類(lèi)和液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向的助推器 。 壓助力器 (液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向 )是基于機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)增加了。液壓系統(tǒng)和發(fā)動(dòng)機(jī) ,當(dāng)將軍的一部分引擎啟動(dòng)時(shí) ,提供汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)功率 ,另一部分動(dòng)能的液壓系統(tǒng)。由于其可靠工作 ,成熟的技術(shù)仍然得到了廣泛的應(yīng)用。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是流體壓力 ,減少司機(jī)方向盤(pán)的支持 ,改善了操舵 燈和汽車(chē)操作穩(wěn)定性。 但與此同時(shí) ,也有一些液壓系統(tǒng)缺陷 :完成 針對(duì)汽車(chē)設(shè)計(jì)和制造的汽車(chē)轉(zhuǎn)向 ，若不能改變的動(dòng)力學(xué)特征 后 。直接后果是 ,在低功率動(dòng)態(tài)特征時(shí) ,汽車(chē)在低段可以很好 ,但在高速段感的好方法 ,因?yàn)椴荒苷{(diào)整動(dòng)力特征 ,沒(méi)有更好的方式驅(qū)動(dòng) ,高功率的動(dòng)態(tài)特征時(shí) ,以低段 參數(shù) 效果不是很好 ,如果沒(méi)有 ,目標(biāo)車(chē)輛液壓系統(tǒng)也必須在 2 發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。因此 ,能源消耗 ,增加燃料發(fā)動(dòng)機(jī) ,現(xiàn)有的液壓油泄漏問(wèn)題應(yīng)該不僅污染環(huán)境 ,而且容易 影響 其他組件 。 針對(duì)低溫 ,液壓系統(tǒng)性能很差。 近年來(lái) ,隨著電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用 ,轉(zhuǎn)向系統(tǒng)也越來(lái)越多的使用電子設(shè)備。因此 ,變成 使用 電子控制系統(tǒng)出現(xiàn)相應(yīng)的電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。電動(dòng)液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以分為兩類(lèi) :電動(dòng)液壓操舵系統(tǒng) (電液壓動(dòng)力 (電動(dòng)液壓轉(zhuǎn)向電子控制轉(zhuǎn)向 (液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向 )。電動(dòng)液壓操舵系統(tǒng)在液壓動(dòng)力系統(tǒng)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的液壓增壓系統(tǒng) ,不同的是 ,電動(dòng)液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng)的電源 ,但不是由汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng) ,節(jié)約能源 ,降低發(fā)動(dòng)機(jī)油耗。電動(dòng)液壓操舵裝置是在傳統(tǒng)的液壓助力系統(tǒng)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā) ,所不同的是 ,電動(dòng)液壓操舵系統(tǒng) ,電子控制設(shè)備增加。電子控制單元可以根據(jù)轉(zhuǎn)向速度 ,速度的汽車(chē)液壓系統(tǒng)的操作參數(shù) ,改變液壓增壓速度不同的大小 ,從而實(shí)現(xiàn)變化 ,動(dòng)態(tài)特征。但根據(jù)電機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng) ,反過(guò)來(lái) ,電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng) ,從而減少能源消耗。 雖然電動(dòng)液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向液壓操舵系統(tǒng)克服了缺點(diǎn)。但由于液壓系統(tǒng)的存在 ,它的存在液壓油泄漏問(wèn)題 ,和電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) ,介紹了電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)更復(fù)雜 ,成本和可靠性。 為了 區(qū)別 電動(dòng)液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向 ( 現(xiàn)在應(yīng)該 知道 各種各樣的轉(zhuǎn)向系統(tǒng) ,最大的區(qū)別在于電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)沒(méi)有液壓系統(tǒng)。最初由液壓操舵系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)一般由扭矩傳感器和微處理器、電機(jī)、等的基本原理是 :當(dāng)司機(jī)將方向盤(pán)驅(qū)動(dòng)軸旋轉(zhuǎn) ,安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)軸的扭矩傳感器和扭矩信號(hào)到電信號(hào)微處理器 ,微處理器基于其他車(chē)輛運(yùn)行速度和扭矩信號(hào)的參數(shù) ,根據(jù)治療的程序集電力汽車(chē)助推器方向和大小的助推器。自 1988 年以來(lái) ,第一次在日本鈴木 車(chē)裝備轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)被廣泛承認(rèn)的人。 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要體現(xiàn)在以下方面 :動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以提供不同在不同速度下的動(dòng)態(tài)特性。低 ,方向盤(pán) ,增加更多的光 ,在高速轉(zhuǎn)向減少 ,甚至為了提高道路增加潮濕 。 動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)只有在駕駛汽車(chē)去工作 ,提供動(dòng)力 ,以減少能源消耗 。 電動(dòng)機(jī) 工作時(shí) ,由電池驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不能在發(fā)動(dòng)機(jī)工作條件下的工作。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不應(yīng)該液壓系統(tǒng) ,而液壓增壓系統(tǒng)和自動(dòng)裝配。和電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以改變助推器微處理器算法的程序 ,簡(jiǎn)單的動(dòng)力學(xué)特征的變化。科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展正在改變 ,傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向控制 (車(chē)輪轉(zhuǎn)向 ),并將傳播機(jī)制。 3 但思想的火花總是可以帶來(lái)驚喜 !電子轉(zhuǎn)向系統(tǒng)南偏西方向 (線 )改變了傳統(tǒng)的三個(gè)最與微控制器的概念 ,取而代之的是轉(zhuǎn)向 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、三個(gè)最分成兩部分。電子轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是最先進(jìn)的技術(shù)和汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。它主要由轉(zhuǎn)向控制模塊、執(zhí)行模塊和微控制器三個(gè)模塊。轉(zhuǎn)向控制模塊的主要功能是扭矩傳感器的檢測(cè)司機(jī)的意圖 ,和檢測(cè)信號(hào) (包括旋轉(zhuǎn)方向和轉(zhuǎn)速等 )乘公共汽車(chē) ,微控制器 ,基于信號(hào)和微控制器 ,和速度反饋控制模塊是一個(gè)方向盤(pán) ,讓司機(jī) ,能感覺(jué)到。但就是這樣 ,是開(kāi)發(fā)虛擬根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)的集成 ,形成了 “ 體驗(yàn) ”, 通過(guò)固化過(guò)程的微控制器。如此速度 ,轉(zhuǎn)向力矩的大小和一些對(duì)應(yīng)關(guān)系。 轉(zhuǎn)向角傳感器和致動(dòng)器包括轉(zhuǎn)向汽車(chē) ,轉(zhuǎn)向電機(jī)控制器等。這是微控制器根據(jù)控制命令的函數(shù) ,執(zhí)行驅(qū) 動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)角度 ,完整的行動(dòng)。同樣大小的旋轉(zhuǎn)角度傳感器監(jiān)測(cè)和反饋微控制器 ,形成一個(gè)完整的準(zhǔn)確的閉環(huán)控制系統(tǒng) ,轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)。 微控制器是電子轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的核心。它是接收信號(hào)檢測(cè)、處理發(fā)送相應(yīng)的控制信號(hào)。由于微控制器取代了轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu) ,因此系統(tǒng)的組件之間的機(jī)械連接 ,減少響應(yīng)速度和響應(yīng)的準(zhǔn)確性。并且把戰(zhàn)略、傳輸控制軟件編程設(shè)置 ,和其他設(shè)備 ,如動(dòng)導(dǎo)航設(shè)備。傳導(dǎo)機(jī)制減少帶來(lái)的更大的汽車(chē)室內(nèi)空間 ,給更多的樂(lè)趣。并將行為可以被記錄下來(lái) ,保存在軟件可以幫助 甚至可以為交通事故提供證據(jù)。 4 of of is in is to s of so as to of 00 is of a it is of is by a of to so as to As in 950s, in of of by to is in on a. of of of to of is in at at of is in in in to no in at If to be in As a to to at is In in 5 be is in on of of in by is in on of is to of of at so as to in of to of it is In to It of in no by by of by to in of to on to in of of 988, to is by is in A at In to At in to to 6 A in to to so as to A so by in of of of is of of of to to of it y is of It of to s is to by to by to on is a to is is of to of by of in of So it is to of It is of on to to of to a is of It is to of of to of a be in 7 指 導(dǎo) 教 師 評(píng) 語(yǔ) 外文翻譯成績(jī)： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 注： 1. 指導(dǎo)教師對(duì)譯文進(jìn)行評(píng)閱時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：①翻譯的外文文獻(xiàn)與畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的主題是否高度相關(guān)，并作為外文參考文獻(xiàn)列入畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的參考文獻(xiàn)；②翻譯的外文文獻(xiàn)字?jǐn)?shù)是否達(dá)到規(guī)定數(shù)量（ 3 000 字以上）；③譯文語(yǔ)言是否準(zhǔn)確、通順、具有參考價(jià)值。 2. 外文原文應(yīng)以附件的方式置于譯文之后。 畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告 (論文 ) 報(bào)告 (論文 )題目： 基于虛擬樣機(jī)技術(shù)的汽車(chē)四輪 轉(zhuǎn)向仿真研究 作者所在系部： 機(jī)電工程學(xué)院 作者所在專(zhuān)業(yè)： 車(chē)輛工程 作者所在班級(jí)： 作 者 姓 名 ： 文家麒 作 者 學(xué) 號(hào) ： 201322350 指導(dǎo)教師姓名： 趙秋芳 完 成 時(shí) 間 ： 北華航天工業(yè)學(xué)院教務(wù)處制北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 本文研究了四輪轉(zhuǎn)向汽車(chē)的操縱穩(wěn)定性特性，在 建立四輪轉(zhuǎn)向車(chē)輛模型并進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)仿真，和二輪轉(zhuǎn)向車(chē)輛操縱穩(wěn)定性進(jìn)行了對(duì)比。具體內(nèi)容如下： 介紹了使用的動(dòng)力學(xué)仿真軟件 ，說(shuō)明 作的基礎(chǔ)工作原理。 建立了四輪轉(zhuǎn)向汽車(chē)的二自由度車(chē)輛數(shù)學(xué)模型，分析二自由度車(chē)輛模型動(dòng)力學(xué)方程以及公式中各項(xiàng)參數(shù)的物理意義。 在 建立整車(chē)動(dòng)力學(xué)模型，利用 帶仿真控制器進(jìn)行仿真。 對(duì)四輪車(chē)輛虛擬樣機(jī)模型進(jìn)行仿真，研究車(chē)輛操縱穩(wěn)定性特性。仿真結(jié)果表明 4 輪轉(zhuǎn)向汽車(chē)相對(duì)于 2 輪轉(zhuǎn) 向汽車(chē)操縱穩(wěn)定性得到了很大提高。 關(guān)鍵詞： 四輪轉(zhuǎn)向 縱穩(wěn)定性 仿真 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 of is as of a of of of of of in is is of is of of is 華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 錄 摘要 ................................................................................................................................... I ............................................................................................................................ 錄 .............................................................................................................................. 一章 緒論 ...................................................................................................................... 1 輪轉(zhuǎn)向汽車(chē)的特點(diǎn) .............................................................................................. 1 輪轉(zhuǎn)向技術(shù)的發(fā)展 ............................................................................................. 1 論文的研究意義及內(nèi)容 ..................................................................................... 2 第二章 四輪轉(zhuǎn)向車(chē)輛的仿真環(huán)境 .................................................................................. 3 擬樣機(jī)技術(shù)（ P）的概念 ................................................ 3 件介紹 ................................................................................................... 3 作的理論基礎(chǔ) ....................................................................................... 4 力學(xué)方程的建立 .......................................................................................... 4 力學(xué)方程求解 .............................................................................................. 5 力學(xué)分析與運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 ............................................................................... 7 第三章 四輪轉(zhuǎn)向車(chē)輛建模 .............................................................................................. 9 輪轉(zhuǎn)向車(chē)輛的數(shù)學(xué)模型 ..................................................................................... 9 胎的非線性模型 ................................................................................................ 11 胎模型 ................................................................................................ 11 “魔術(shù)公式”輪胎模型 ................................................................ 12 孔輝的輪胎穩(wěn)態(tài)指數(shù)統(tǒng)一模型 ................................................................ 13 于 四輪轉(zhuǎn)向虛擬樣機(jī)模型 ............................................................ 13 建前懸架模型 ............................................................................................ 14 懸架模型 .................................................................................................... 16 向系模型 .................................................................................................... 17 胎與路面的創(chuàng)建 ......................................................................................... 17 輪轉(zhuǎn)向整車(chē)模型 ........................................................................................ 20 第四章 四輪轉(zhuǎn)向仿真結(jié)果 ............................................................................................ 22 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 車(chē)操縱穩(wěn)定性 .................................................................................................... 22 輪轉(zhuǎn)向的仿真分析 ............................................................................................ 22 總 結(jié) .............................................................................................................................. 26 致 謝 .............................................................................................................................. 27 參考文獻(xiàn) .......................................................................................................................... 28 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 1第一章 緒論 現(xiàn)代社會(huì)由于人們生活質(zhì)量的提高和交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展，人們對(duì)汽車(chē)的駕駛舒適性和安全性越重視。汽車(chē)四輪轉(zhuǎn)向技術(shù)（ 4這樣情形下出現(xiàn)了，汽車(chē) 4 輪轉(zhuǎn)向技術(shù)能有效提高汽車(chē)操縱穩(wěn)定性和主動(dòng)安全性 輪轉(zhuǎn)向汽車(chē)的特點(diǎn) 現(xiàn)在，汽車(chē)轉(zhuǎn)式有前輪轉(zhuǎn)向（ 四輪轉(zhuǎn)向。前一種轉(zhuǎn)向方式只利用前兩個(gè)車(chē)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)控制車(chē)輛的前進(jìn)方向，這種轉(zhuǎn)向方式存在低速時(shí)響應(yīng)慢，轉(zhuǎn)向僵硬不靈活，高速時(shí)方向穩(wěn)定性差等缺點(diǎn) [1]。人們因?yàn)檫@些缺點(diǎn)的存在，開(kāi)始讓后輪也在車(chē)輛轉(zhuǎn)向過(guò)程中發(fā)生偏轉(zhuǎn)，于是四輪轉(zhuǎn)向概念被逐漸提了出來(lái) [1]。 后一種轉(zhuǎn)向方式，在車(chē)輛以較慢速度行駛中，讓后輪朝與前輪相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)中心比使用第一種轉(zhuǎn)向方式的汽車(chē)更接近車(chē)身，可以減小車(chē)輛的轉(zhuǎn)彎半徑，增加車(chē)輛的靈活性，后一種轉(zhuǎn)向方式的汽車(chē)內(nèi)輪差也減小了很多。 汽車(chē)在較高的速度行駛時(shí)，因?yàn)樾枰屲?chē) 體方向與車(chē)輛前進(jìn)方向一致，四輪轉(zhuǎn)向汽車(chē)通過(guò)讓前后輪同向轉(zhuǎn)動(dòng)減小了質(zhì)心側(cè)偏角。使轉(zhuǎn)向半徑增大減小汽車(chē)發(fā)生側(cè)翻的可能性。后輪主動(dòng)轉(zhuǎn)向也減少了車(chē)輛到達(dá)穩(wěn)態(tài)的時(shí)間，較好地加快了汽車(chē)轉(zhuǎn)向的瞬態(tài)響應(yīng)。 輪轉(zhuǎn)向技術(shù)的發(fā)展 20 世紀(jì)初， 汽車(chē)行駛速度不是很快，為了減少汽車(chē)的轉(zhuǎn)彎半徑，人們就讓汽車(chē)在改變方向時(shí)后兩個(gè)車(chē)輪與前兩個(gè)車(chē)輪反向轉(zhuǎn)動(dòng) ，這就是四輪轉(zhuǎn)向技術(shù)的萌芽。 1907 年，在日本產(chǎn)生的一個(gè)和四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)有關(guān)的專(zhuān)利。通過(guò)一種結(jié)構(gòu)使汽車(chē)獲得較小的轉(zhuǎn)彎半徑，這種結(jié)構(gòu)是利用一根軸將前后輪的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)鏈接起來(lái)。這 種結(jié)構(gòu)最開(kāi)始是運(yùn)用在軍用車(chē)輛和工程車(chē)輛上，使它們?cè)趷毫庸r下運(yùn)行也能有比較高的機(jī)動(dòng)性。 車(chē)輛科學(xué)的不斷發(fā)展，日本在 4統(tǒng)上的研究取得了較高的成就。 1980年，在 司產(chǎn)生了一輛實(shí)驗(yàn)用的四輪轉(zhuǎn)向車(chē)輛，后輪轉(zhuǎn)動(dòng)可達(dá)到 30 度，還能朝與前輪相同方向或相反方向偏轉(zhuǎn)。 1985 年，日本 司在沒(méi)有先例的情況下首次把 4統(tǒng)使用在客車(chē)上。 1989，該公司為了對(duì)主動(dòng)控制后輪反北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 2向轉(zhuǎn)向角度設(shè)計(jì)出了 統(tǒng)。由于電子技術(shù)和控制方法的發(fā)展和改進(jìn)，四輪轉(zhuǎn)向技術(shù)也取得了重大突破。 2001 年，德 爾福公司開(kāi)發(fā)的四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)首次在通用 2002 型皮卡車(chē)上使用 [2]。 我國(guó)的汽車(chē)工業(yè)的自主研發(fā)能力不是很高，是因?yàn)槲覈?guó)汽車(chē)工業(yè)有起步晚發(fā)展較慢的特點(diǎn)。我國(guó)現(xiàn)在對(duì)于 4統(tǒng)的研究相對(duì)集中在幾所高校里，國(guó)內(nèi)對(duì)4始研發(fā)的汽車(chē)制造商還基本沒(méi)有。高校研究 4研究條件也不是很好，研究還處于初始階段， 該研究還處于初始階段 ,主要研究動(dòng)態(tài)響應(yīng)和控制 4輛的方法。其中 ,北京理工大學(xué)安裝 4統(tǒng)并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究 論文的研究意義及內(nèi)容 虛擬樣機(jī)技能夠在計(jì)算機(jī)中的建 模軟件中建立結(jié)構(gòu)復(fù)雜的異同模型，還可以能夠幫助我們解決存在于系統(tǒng)中的非線性問(wèn)題，我們能夠?qū)W習(xí)掌握使用這種技術(shù)在虛擬樣機(jī)軟件中建立四輪轉(zhuǎn)向車(chē)輛模型。 在對(duì)四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的研究中，一般是研究車(chē)輛的操縱穩(wěn)定性。本論文主要研究了下列內(nèi)容 車(chē)的原理和特性進(jìn)行了分析，并對(duì)模型的動(dòng)力學(xué)方程進(jìn)行了研究。 塊下建立了非線性四輪轉(zhuǎn)向車(chē)輛動(dòng)力學(xué)虛擬樣機(jī)模型。 境中對(duì)后輪轉(zhuǎn)向進(jìn)行仿真。 虛擬樣機(jī)模型進(jìn)行仿真。 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 3第二章 四輪轉(zhuǎn)向車(chē)輛的仿真環(huán)境 擬樣機(jī)技術(shù)（ P）的概念 簡(jiǎn)單來(lái)講，虛擬樣機(jī)技術(shù)就是使用者首先在計(jì)算機(jī)上建立數(shù)字化的機(jī)械系統(tǒng)模型，然后進(jìn)行仿真并對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析，從而改進(jìn)和優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)。他的數(shù)字設(shè)計(jì)方法基于產(chǎn)品的計(jì)算機(jī)仿真模型 [3]。虛擬樣機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，可以使產(chǎn)品的設(shè)計(jì)者 在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)早期 就可以比較直觀的利用該技術(shù)比較直觀的觀察 產(chǎn)品 的特性 ,在虛擬環(huán)境下直接 進(jìn)行 設(shè)計(jì)優(yōu)化、性能測(cè)試、仿真模擬 ,創(chuàng)新 給 設(shè)計(jì) 師帶來(lái)設(shè)計(jì) 靈感 ,有助于 提高 產(chǎn)品 質(zhì)量 ,減少 在 設(shè)計(jì) 過(guò)程 中由于各種各樣的實(shí)際條件的限制導(dǎo)致的 錯(cuò)誤 ,對(duì) 加快產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期有重要意義 [3]。 現(xiàn)在，許多公司都開(kāi)發(fā)了許多功能強(qiáng)大的虛擬樣機(jī)技術(shù)的軟件，大都是國(guó)外機(jī)械動(dòng)力學(xué)公司所開(kāi)發(fā)，使用比較廣泛的有的美國(guó)一些公司開(kāi)發(fā)的 件介紹 即機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)自動(dòng)分析軟件，是由美國(guó)機(jī)械動(dòng)力公司（ 開(kāi)發(fā)的。 含有 5 類(lèi) 基本模塊 ,用戶(hù)不僅可以 建立 機(jī)械系統(tǒng)的 數(shù)字化模型 ,并可以使用 這些模塊當(dāng)中的各種各樣的功能解決 應(yīng)用工業(yè)問(wèn)題 ，通過(guò) 建模與仿真分析 可以 快速和有效的 觀察到產(chǎn)品功能的優(yōu)劣和設(shè)計(jì)的可行性 ,基本的 置方案包括交互式圖形環(huán)境 ,用分層 方式 來(lái)完成建模工作 ,通過(guò)連接一組組件一起由機(jī)械運(yùn)動(dòng)對(duì) [4]。 動(dòng)建立機(jī)械系統(tǒng)模型的動(dòng)力學(xué)方程 ,并提供靜力學(xué) ,運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)計(jì)算結(jié)果。仿真結(jié)果直觀和直觀地描述了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能 ,并可視化分析結(jié)果 。 設(shè)計(jì)流程包括創(chuàng)建模型、測(cè)試和驗(yàn)證模型 、細(xì)化模型和迭代、優(yōu)化設(shè)計(jì)、定制界面。 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 作的理論基礎(chǔ) 一個(gè)能力非常具巨大的求解器，可以對(duì)所建模型進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)、靜力學(xué)、動(dòng)力學(xué)分析，以下為 立動(dòng)力學(xué)返程以及求解方法。 用 6 個(gè)廣義坐標(biāo)來(lái)表示每個(gè)剛體，廣義坐標(biāo)是剛體的質(zhì)心笛卡爾坐標(biāo)和反應(yīng)剛體方位的歐拉角，即 x， y， z， ψ， θ， φ]用稀疏矩陣的方法來(lái)求解系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程式 [10]。 力學(xué)方程的建立 ..( ) ( )T T T Tq T Qd t ? ? ???? ? ? ???(2－ 1) 建立仿真模型確定幾何形狀、力、接觸、鏈接、運(yùn)動(dòng) 變參數(shù)設(shè)計(jì)確定參數(shù)，定義設(shè)計(jì)變量 設(shè)計(jì)變參數(shù)設(shè)計(jì)用戶(hù)化界面、菜單 修改模型 增加摩擦力、力函數(shù)、彈性體、控制系 動(dòng)作可靠性分析 確定模型，輸入實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)、實(shí)驗(yàn)圖形 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案 仿真、動(dòng)畫(huà)、繪圖 優(yōu)化模型 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 5完整約束方程： ( , ) 0? (2— 2) 非完整約束方程： .( , , ) 0q q t? ? (2— 3) 式中 :?????系 統(tǒng) 動(dòng) 能系 統(tǒng) 廣 義 坐 標(biāo) 矩 陣Q 廣 義 力 矩 陣對(duì) 應(yīng) 于 完 整 約 束 的 拉 氏 乘 子 矩對(duì) 應(yīng) 于 非 完 整 約 束 的 拉 氏 乘 子 矩2 1 2 2 2 3將 式 子 — ， — ， — 改 寫(xiě) 成 一 般 形 式 ： ...( , , , , ) 0( , ) 0( , ) 0F q v v tG v q v ????? ? ??? ???(2— 4) 式中： .,??????廣 義 坐 標(biāo) 矩 陣廣 義 上 的 矩 陣約 束 反 力 及 作 用 力 矩 陣系 統(tǒng) 動(dòng) 力 學(xué) 微 分 及 用 戶(hù) 定 義 微 分 方 程描 述 約 束 的 代 數(shù) 方 程 矩 陣描 述 非 完 整 約 束 的 方 程 矩 陣 力學(xué)方程求解 用兩種算法：一是運(yùn)用 分器、 分器和 器 ， 來(lái) 求 解 稀 疏 耦 合 的 非 線 性 微 分 代 數(shù) 方 程 ； 二 是 利 用積分程序，求解獨(dú)立坐標(biāo)微分方程[8]。 （ 1）微分 — 代數(shù)方程求解算法 可以有效求解以上方程的 估 — 校正算法： 2 21 212!y h ht t ????? ? ? ?? ?(2— 5) 式中時(shí)間步長(zhǎng)1t t???。 這 種 預(yù) 估 法 得 到 的 行 時(shí) 刻 的 系 統(tǒng) 狀 態(tài) 矢 量 值 通 常 不 準(zhǔn) 確 ， 存 在 式 （ 2— 4）? ? 1G e a r k ?右 端 不 等 于 零 的 情 況 ， 可 采 用 積 分 求 解 程 序 （ 或 其 他 向后 差 分 積 分 程 序 ） 來(lái) 校 正 。后差分積分程序）來(lái)校正。 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 kt n th y a ???? ?? ? ? ?(2— 6) 式中， 1— () 1 時(shí)的近似值； 0,— 分程序的系數(shù)值。 將公式（ 2— 6）轉(zhuǎn)化為以下形式： 01 ()kn t n tn ty y a ? ? ?? ???? ? (2— 7) 將公式（ 2— 4）在1時(shí)刻展開(kāi)，得： 1 1. 1 1 1111011( , , , , ) 11( , ) ( ) 0( , ) 0nn n n n n n t n q v v tG v q v q v q a ??? ? ? ?? ? ? ? ? ??????? ??? ??? ? ? ? ? ???? ???? (2— 8) —A D A M S N e w t o n R a p h s o 采 用 修 正 程 序 求 解 上 面 非 線 性 方 程，其迭 代 校 正 公 式 為 ： .j j jj j F FF q v q ??? ? ? ??? ? ? ? ??? ? ???? ???? ? ?????? ???????(2— 9) 其中 j 表示第 j 次迭代， 1j j jq q q???1j j jv v v???1j j j? ? ????(2— 10) 由（ 2— 7）式可知： ?? ? ? (2— 11) 由（ 2— 8）式可知： 01 ,h v?? ? ?????(2— 12) 將式（ 2— 11），（ 2— 12）代入公式（ 2— 9 得）： 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 1000 Fq v h qv v ????? ? ? ??????? ? ?? ??? ? ? ??? ? ? ? ?? ? ??? ? ? ? ??? ? ? ? ???? ? ? ???????(2—13) .— — —v????? ?式 中 ： 系 統(tǒng) 剛 度 陣 ； 系 統(tǒng) 阻 尼 陣 ； 系 統(tǒng) 質(zhì) 量 陣式中： 通過(guò)分解系統(tǒng) 雅 可 比 矩陣公式（（ 2— 13）左邊部分）求解 ,,j j ? ? ，計(jì)算出 . . 1 1, , , . , ,j j jq v q v????? ? ? ?重復(fù)上述迭代校正步長(zhǎng)，一直到計(jì)算結(jié)果滿(mǎn)足收斂條件。 控制積分誤差的工作步驟，認(rèn)為滿(mǎn)足預(yù)估值和校正值的差值小于規(guī)定的積分誤差限的解為正確解， t t h?? ，然后繼續(xù)下面一個(gè)時(shí)刻的求解；拒絕不滿(mǎn)足該條件的解值，并縮短積分步長(zhǎng)，重新進(jìn)行預(yù)估 — 校正計(jì)算過(guò)程。 力學(xué)分析與運(yùn) 動(dòng)學(xué)分析 在進(jìn)行靜力學(xué)分析時(shí)，將式（ 2— 13）中的速度， 加 速 度 設(shè) 為 零 ， 則 得到 了 靜 力 學(xué) 方 程： ()0 ? ??????? ???? ? ? ? ??? ? ? ?? ? ??? ? ? ? ????(2— 14) 解系統(tǒng)的約束方程： ( , ) 0? (2— 15) N e w t o n R a p h s o n?任 一 時(shí) 刻 位 置 的 確 定 ， 可 由 約 束 方 程 的 迭 代 求 得： ( , )j j q ?? ? ? ?? (2— 16) 刻 速 度 、 加 速 度 的 確 定 ， 可 由 約 束 方 程 求 一 階 、 二 階 時(shí) 間 導(dǎo) 數(shù) 得 到 ： 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 8.()????(2— 17) 22. . . . . 1( ) ( ) ( )q q q qq t q q t q q t? ? ? ? ?????? ? ? ? ? ? ???? ? ? ? ???? ? ? ? ? ? ? ?????(2— 18) 刻 約 束 反 力 的 確 定 ， 可 由 乘 子 的 拉 格 朗 日 方 程 得 到： .( ) ( ) ( )T T T Qq d t ? ??? ? ???? ? ????????(2— 19) 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 9第三章 四輪轉(zhuǎn)向車(chē)輛建模 輪轉(zhuǎn)向車(chē)輛的數(shù)學(xué)模型 汽車(chē)數(shù)學(xué)模型就是用數(shù)學(xué)符號(hào)、公式表達(dá)實(shí)際汽車(chē)的各種的性質(zhì)、規(guī)律和結(jié)構(gòu)。想要模型越精確，需要考慮的因素就越多，模型也就越復(fù)雜。數(shù)學(xué)模型對(duì)四輪轉(zhuǎn)向技術(shù)的研究有很大的用處。 車(chē)輛運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，如果看成是剛體，他就六個(gè)自由度，如果看成是柔性體 ,就會(huì)有許多自由度，計(jì)算就會(huì)很困難 ,車(chē)輛數(shù)學(xué)模型的簡(jiǎn)單還是復(fù)雜與研究程度有關(guān)，研究程度高模型就越復(fù)雜，相對(duì)研究程度低模型也就越簡(jiǎn)單 [11]。只含車(chē)身側(cè)向、橫擺運(yùn)動(dòng)的二自由度四輪轉(zhuǎn)向車(chē)輛數(shù)學(xué)模型應(yīng)用也很多。 在建立四輪專(zhuān)向車(chē)輛數(shù)學(xué)模型前，我們做出如下假設(shè)： 接以前輪轉(zhuǎn)角作為輸入。 單認(rèn)為車(chē)輛只是沿地面平行運(yùn)動(dòng)， 后輪側(cè)偏角不大于 5°，輪胎側(cè)偏特性不超出線性范圍。 受空氣動(dòng)力影響。 前軸和后軸上的每對(duì)車(chē)輪由一個(gè)單輪代表 ,兩個(gè)轉(zhuǎn)彎剛度。 論前輪還是后輪側(cè)偏力均朝向 y 軸方向。 3 . 1由 此 ， 我 們 得 出 一 個(gè) 圖 的 兩 輪 汽 車(chē) 模 型 。 前 后 輪 的 側(cè) 偏 角 分 別 為 ： 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 10? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ????? ? ? ? ???(3— 1) 考 慮 輪 胎 側(cè) 偏 特 性 在 線 性 范 圍 內(nèi) ， 并 將 輪 胎 側(cè) 偏 剛 度 值 負(fù) 號(hào) 提 前 ， 可得 前 后 輪 側(cè) 偏 力 分 別 為： 12()()y f f f fy r r r ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ????? ? ? ? ? ???(3— 2) 根據(jù)動(dòng)力學(xué)原理，結(jié)合公式（ 3— 1）（ 3— 2）可得車(chē)輛的動(dòng)力微分方程： 212( ) ( )()y f r f f r y y f r f f r b F F C C C b CJ a F b F a C b C a C b ? ? ? ? ?? ? ? ? ???? ? ? ? ? ? ? ? ??????? ? ? ? ? ? ? ???(3此外，重心處的側(cè)向加速度 ： .()??取 ? ??? 為狀態(tài)變量， ???? ?? ???? ??為輸入變量，??? ??則公式（ 3— 3）可變形為方程： X B X D U?? ??? ????(3式中： 22211001f r f rf r f r f a C b M b C a C b a C b V????? ? ????????????????? ??????????0000f rf M V M ??????????????????? ????????北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 11以上是四輪轉(zhuǎn)向車(chē)輛的二自由度動(dòng)力學(xué)模型，不考慮許多的因素帶來(lái)的影響并且車(chē)輛是處于理想環(huán)境中運(yùn)行，所以這個(gè)模型存在不小的局限性。 胎的非線性模型 輪胎的建模是研究車(chē)輛操作穩(wěn)定性重要部分。 輪胎模型一般分為兩種 ,一種是理論模型。通過(guò)對(duì)輪胎的數(shù)值描述和變形機(jī)理的分析 ,建立了剪切力與反扭矩的關(guān)系及相應(yīng)的參數(shù) []。二是經(jīng)驗(yàn)公式或半經(jīng)驗(yàn)公式。對(duì)大量輪胎力特性的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析。輪胎力的特點(diǎn) ,有效地表達(dá)的公式 ,其中包含的擬合參數(shù)。 胎模型 1954 年，行駛理論被德國(guó)學(xué)者 了出來(lái)，并由此導(dǎo)出了著名的輪胎彈性梁模型。這是第一個(gè)能夠描述輪胎側(cè)偏特性的模型 輪胎結(jié)構(gòu)模型如圖 示。 A 相當(dāng)于一個(gè)輪轂 ,它可以被認(rèn)為是一個(gè)剛體 , C 相當(dāng)于輪胎胎面基。 D 相當(dāng)于胎面膠。 定義無(wú)量綱滑移率 ????(3— 5) β表示的是輪 胎 側(cè) 胎側(cè)偏角（其余章節(jié)中表示汽車(chē)重心側(cè)滑角）， K 代表的是β =0 時(shí)的側(cè) 偏 剛 度，μ代表的是地面附著 系 數(shù)， 載 荷。 輪胎側(cè)偏力正力矩 M 可由下式得到： 23113 2 7 ? ?? ? ? ?(3— 6) 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 122 3 41 1 1 16 6 1 8 1 6 2 ? ? ?? ? ? ? ?(3— 7) “魔術(shù)公式”輪胎模型 歐洲的荷蘭 業(yè)大學(xué) 授開(kāi)發(fā)的“魔術(shù)公式”， 也叫型 ,對(duì)三角函數(shù)擬合輪胎配方實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相結(jié)合 ,得到了縱向力 比較整體的表達(dá) ,側(cè)向力和回正力矩公式輪胎模型。其廣義力 Y 的一般表達(dá)式為 [9]: 其廣義力 Y（輪胎側(cè)偏力 縱向力 回正力矩 M ）的一般表達(dá)式為： s i n ( a r c t a n ( ) ) C B S??? (3— 8) ( 1 ) ( ) ( / ) a r c t a n ( ( ) ) S E B B X S? ? ? ? ? ? (3— 9) 式中形狀因子 C 的具體取只決定于輪胎自身的特性和需要求解的廣義力的類(lèi)別和載荷并沒(méi)有關(guān)系。其他參數(shù)都和載荷有關(guān)，表達(dá)式： 212a F a F?? (3— 10) 2 768a F a F a? ? ? (3— 11) 求輪胎側(cè)偏力時(shí)，橫向力零點(diǎn)處剛度為： 534s i n ( a r c t a n ( ) ) D a a a F? (3— 12) 求縱向力和揮著力矩時(shí)，橫向力零點(diǎn)處剛度為： 5234( ) / D a F a F e?? (3— 13) 剛度因子： / ( * )B B C D C D? (3— 14) 對(duì)上面的三個(gè)因子進(jìn)行修正，即： 9 1 0 1 1a a F a?? ? ?； (3— 15) 2 151 2 1 3 1 4)(v z z z aS a F a F a F? ?? ? ? (3— 16) 計(jì)算側(cè)向力和回正力矩時(shí)， 16(1 )a??是 用 來(lái) 修 正 剛 度 的，計(jì)算回 正 力 矩時(shí)， 17(1 )a??是 用 來(lái)修 正 E 的。這樣，表達(dá)輪 胎 的主要分 量 的是數(shù) 據(jù) 擬 合的參 數(shù) ( 1, 17 )… 。 “魔術(shù)公式”模型有下面的這些特征： 1）用一套公式可以表示模型的力特征，統(tǒng)一性強(qiáng)，編程方便，需擬合參數(shù)較少。 2）對(duì)國(guó)家橫向力、中國(guó)縱向力和自回正力矩有比較高的擬合精度。 3）該公式是非線性特殊函數(shù)。 4） C 值得變化對(duì)擬合的殘差影響較大。 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 孔輝的輪胎穩(wěn)態(tài)指數(shù)統(tǒng)一模型 1984 年，我國(guó)一汽車(chē)研究所的郭孔輝基于 理論基 礎(chǔ) 然 后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)建 立 了 側(cè)向力和回 正 力 矩的半 經(jīng) 驗(yàn)“指數(shù)公式”輪胎模型 [2]。 輪 胎 的 穩(wěn) 態(tài) 側(cè) 向 力 、 縱 向 力 與 回 正 力 矩 可 以 用 以 下 形 式 表 示： 2 2 3110 1 2 21= 1 e x [ ( ) ]12//( ) e x p ( )/x x z xy y z yx e y c yy x x D D D D F D? ? ?? ? ?? ? ????????????????? ? ? ? ???? ? ? ? ????其中： / ( )x x x x F??? / ( )x y y y F???22? ???/ ( ) /x x x rS v v v x R R??? ? ? /y xy rS v v? 。 x,, R? ? ??式 中 ： 代 表 車(chē) 輪 轉(zhuǎn) 動(dòng) 速 度 代 表 車(chē) 輪 的 滾 動(dòng) 半 徑 ， 代表縱向摩擦系數(shù)，y?代表側(cè)向摩擦系數(shù)，垂直載荷存在關(guān)系的參數(shù)的有 2250 1 2 3 4 671 8 2 9 1 0e x p ( ) e x p ( )z z e z c c F c F D c c F c FD c F c D c F c? ? ? ? ? ?? ? ? ?郭孔輝穩(wěn)態(tài)指數(shù)統(tǒng)一模型的特點(diǎn)： 表達(dá)式都是一樣的。 可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)全局表達(dá)式精度。冪指數(shù)可以轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)多項(xiàng)式形式 。 胎模型文件也在 件中很好調(diào)用，參數(shù)的改寫(xiě)很方便，本文中車(chē)輛建模將采用 胎模型。 于 四輪轉(zhuǎn)向虛擬樣機(jī)模型 模區(qū)別是，在 能在一個(gè)界面當(dāng)中完整的建立起整車(chē)模型，在 建立模型要建立整車(chē)模型，先要建立各個(gè)系統(tǒng)的北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 14模板并創(chuàng)建成子系統(tǒng)，然后利用信息交換器把各個(gè)子系統(tǒng)組裝在一起，組成整車(chē)模型。 由于在 分享文件中有汽車(chē)各個(gè)系統(tǒng)的模板如懸架系統(tǒng)，本文選擇在 為沒(méi)有整車(chē)的具體數(shù)據(jù)，本文選擇 帶的模板文件組裝四輪轉(zhuǎn)向整車(chē)模型。下文以前懸架為例對(duì)模板的建立進(jìn)行較詳細(xì)的介紹。 建前懸架模型 由于沒(méi)有前懸架的硬點(diǎn)坐標(biāo)所以我用 自帶的模板的數(shù)據(jù)。首先在電腦打開(kāi)軟件選擇進(jìn)入模板模式，打開(kāi)要使用的前懸架模型記錄它的硬點(diǎn)坐標(biāo)（圖 3— 4），創(chuàng)建控制臂（圖 3— 5），選擇 單中的 建起有名的硬點(diǎn)，然后給控制臂創(chuàng)建 以選擇 單中的 令選擇新建或向?qū)?建和向?qū)^(qū)別主要是前者需要自己輸入 屬性（如質(zhì)量，轉(zhuǎn) 動(dòng)慣量等）后者軟件根據(jù)要?jiǎng)?chuàng)建的 幾何形狀自自主生成，然后給予幾何形狀（圖 3— 5），創(chuàng)建轉(zhuǎn)向節(jié)（圖 3— 6），先創(chuàng)建車(chē)輪中心和轉(zhuǎn)向拉桿內(nèi)外點(diǎn)的硬點(diǎn)，再在車(chē)輪中心創(chuàng)建 轉(zhuǎn)向節(jié)賦予幾何形狀。后續(xù)其余桿件創(chuàng)建都和上述過(guò)程查不了太多，不再敘述。 下面介紹下彈簧和減震器的創(chuàng)建（圖 3— 7），一樣先創(chuàng)建減震器的端點(diǎn)硬點(diǎn)，減震器的創(chuàng)建有兩種方式一種是把它看成兩個(gè)部分通過(guò)運(yùn)動(dòng)副連接起來(lái)還有一種比較簡(jiǎn)單的直接用力學(xué)原件生成，但是這需要選擇兩個(gè) 這個(gè)模型中沒(méi)有車(chē)身的 用 令生成一個(gè)代替車(chē)身的 利用力學(xué)原件生成減震器。添加彈簧，彈簧硬點(diǎn)就是減震器的硬點(diǎn)，在力學(xué)原件用選擇 令選擇萬(wàn)向節(jié) 車(chē)身代替 減震器上生成彈簧。 創(chuàng)建起前懸架的主要幾何形狀。然后再給前懸架上添加運(yùn)動(dòng)副，主要是一些球副、鎖止副和旋轉(zhuǎn) 副等。上文描述了前懸架的基本創(chuàng)建過(guò)程，最終創(chuàng)建完成的前懸架如圖 3— 8 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 15圖 3— 4 懸架硬點(diǎn)圖 圖 3— 5 控制臂圖 圖 3— 6 控制臂與萬(wàn)向節(jié)圖 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 16圖 3— 7 控制臂、轉(zhuǎn)向拉桿和減震器圖 圖 3— 8 前懸架總成圖 懸架模型 后懸架和前懸架比較，后懸架比前懸架多了兩個(gè)組成部分是驅(qū)動(dòng)軸和副車(chē)架。驅(qū)動(dòng)軸是利用恒速度與主軸和發(fā)動(dòng)機(jī)連接，下控制臂和副車(chē)架之間有轉(zhuǎn)動(dòng)副。提取 的模板如圖 3— 9。 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 17圖 3— 9 后懸架圖 向系模型 本文提取的 的轉(zhuǎn)向系模型是齒輪齒條式的，它的結(jié)構(gòu)是兩個(gè)互相咬合的小齒輪和齒條，通過(guò)轉(zhuǎn)向軸轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)小齒輪旋轉(zhuǎn)，由齒條直線運(yùn)動(dòng)拉動(dòng)橫拉桿實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。模型圖如圖 3— 10 圖 3— 10 胎與路面的創(chuàng)建 影響汽車(chē)操縱穩(wěn)定性的因素有許多，其中非常重要的就有輪胎和路面。的共享文件中就有許多輪胎模型，其中 胎模型仿真的精確度就比較高，本文調(diào)用 胎模型。它的文件是： $ = '北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 18= = '({' - '- ' ''$ = ' = ' = ' = ' = '$! 1 2 3 ! X ! X ! = ' = 2 $ = = = = 190000 = 50 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 19 = = 80000 = 60000 = 3000 = = = = { 3D be on by no be [ = '3我使用水平路面，它的文件是： $= '= = '({'d $北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 20 = ' = ' = ' = ' = '$ = '2D' = ' = '$ = = = 200 = 100 = = = =