硕士论文-4ws整车虚拟样机机械系统与控制系统耦合仿真研究

浙江工业大学硕士学位论文4WS整车虚拟样机机械系统与控制系统耦合仿真研究姓名：徐建锋申请学位级别：硕士专业：机械制造及其自动化指导教师：谢伟东;宁晓斌200604014WS整车虚拟样机机械系统与控制系统耦合仿真研究作者：徐建锋学位授予单位：浙江工业大学相似文献(10条)1.期刊论文颜四平.黄玲琴.周淑文.杨英.YANSi-ping.HUANGLing-qin.ZHOUShu-wen.YANGYing基于ADAMS的四轮转向汽车虚拟样机建模与动力学仿真-汽车科技2007,(5)利用ADAMS建立了新型四轮转向汽车整车虚拟样机模型,在ADAMS/CAR中建立了四轮转向汽车(4WS)前后轮转角比例控制与横摆角速度反馈控制的关系,在此基础上对四轮转向汽车与二轮转向汽车的整车瞬态特性、稳态特性进行了对比仿真分析,对轮胎侧偏刚度对转向性能的影响进行了研究,仿真结果表明,四轮转向汽车具有低速机动灵活和高速稳定的优点.2.期刊论文陈广彦.薛继超.CHENGuang-yan.XUEJi-chao基于ADAMS软件的汽车四轮转向动力学研究-天津工程师范学院学报2007,17(1)利用机械系统动力学仿真分析软件ADAMS,建立了一种新设计的四轮转向(4WS)汽车的整车虚拟样机模型.通过控制前、后轮转角的输入,实现了前轮转向与四轮转向,并在虚拟样机上分析比较了汽车四轮转向与前轮转向的主要瞬态动力学特性,结果表明:四轮转向汽车操纵稳定性优于前轮转向.3.学位论文焦凤四轮转向汽车虚拟样机与闭环控制操纵动力学仿真2004汽车四轮转向(4WheelSteering)技术是改善汽车操纵稳定性的主要手段之一.该文从机构动力学仿真的角度,研究4WS汽车的瞬态和稳态操纵动力学特性.主要内容包括:1.该文总结了在运用ADAMS/View进行车辆仿真时遇到的一些具有代表性的问题及其解决方法.2.建立了4WS车辆横摆率跟踪多状态最优控制方程,并且推导出了它的横摆角速度及质心侧偏角与前轮转角的传递函数.3.为实现车辆的动力学特性在虚拟环境下的仿真和预估,建立了一个整车动力学虚拟模型.动力学模型包括汽车的车身、轮胎模型、悬架系统、转向执行机构.4.利用ADAMS/View提供的控制工具箱,实现了在高速下转向行驶时按照一定的控制方法对后轮转角大小的控制.5.按照国际规定的试验条件,模拟考察了在60km/h及80km/h速度下,给以一定的前轮转向角输入及相应的四轮转向控制方法,模型的瞬态和稳态响应特性,包括横摆角速度和侧向加速度的响应特性,以及其他的动力学特性指标.仿真结果表明采用横摆角速度多状态最优控制方法可以大大改善汽车操纵稳定性的瞬态性能.6.对车辆在一些不同的参数下的行驶特性进行了简单的比较.7.比较了采用横摆角速度多状态最优控制方法与前后轮转向比是车速函数的四轮转向控制和比例于横摆角速度的后轮转向控制方法的操纵稳定特性.从仿真结果可以看出,对于使用横摆角速度多状态最优控制的4WS车辆,其转向过程中的瞬态操纵稳定性的各项特性均明显优于普通的2WS车辆以及采用其它简单的4WS控制方法控制的车辆,同时保护操纵稳定性的稳态特性不变.4.期刊论文周淑文.颜四平.杨英.黄玲琴.ZHOUShu-wen.YANSi-ping.YANGYing.HUANGLing-qin车辆动态控制与四轮转向集成研究-东北大学学报（自然科学版）2008,29(8)基于ADAMS/CAR建立了某车辆虚拟样机模型,分别对二轮转向下,无制动、后内轮制动及四轮全制动三种情况下的运动特性和受力特性进行了比较分析.结果表明,在后内轮制动与四轮全制动情况下,转弯具有较好的稳定性和路径跟踪性.对车辆动态控制与四轮转向集成、无制动四轮转向及二轮转向进行了对比分析.仿真结果显示,车辆动态控制与四轮转向集成控制不仅可以保证高速转向的稳定性,同时高速转向的灵活性也得到了提高,这对减少高速行驶时道路交通事故的发生具有重要意义.5.学位论文符浩翔汽车悬架与四轮转向系统的综合控制研究2005汽车是由多个总成组成的复杂系统，针对其中某个特定子系统单一目标独立控制的研究已在一定程度上得到开展。但是，如何协调各控制系统，减少相互干扰，同时提高汽车的多性能目标成为研究的热点。本文通过对车辆底盘系统中的主要组成部分——悬架和转向系统，对车辆操稳性和平顺性的影响分析，结合最优控制理论，对悬架和四轮转向系统的综合控制技术进行了研究。文章首先从理论上探讨了悬架系统和四轮转向系统综合控制的可能性与必然趋势。分别针对悬架系统和四轮转向系统建立了2自由度1/4车模型、7自由度整车模型和二自由度转向模型。以转向影响因素分析，垂向和侧向运动相互影响分析为基础，提出了可用于悬架与四轮转向综合研究的，包含车身垂直、俯仰、侧倾、横摆、侧向和纵向运动6个自由度，前后左右非悬挂部分4个垂向自由度和四个转向车轮转角自由度，共14自由度的统一数学模型。利用虚拟样机模型，进行了模型参数提取，并对统一数学模型进行了仿真试验验证。通过对统一数学模型解耦分析，以提高车辆平顺性和操纵稳定性为目标，使用最优控制理论，提出了对车辆进行有效控制的主动悬架与四轮转向系统综合控制方案。并且采用虚拟样机技术，模拟具有非线性和参数不确定性的实际车辆，利用ADAMS&Matlab/Simulink联合仿真，在各种工况下对控制器作用下的车辆整体性能做了分析与评价。研究表明，悬架的特性不但对车辆平顺性有直接的影响，而且通过侧倾转向效应间接地对转向运动产生作用；转向系统在影响车辆转向性能的同时，也影响着车辆的侧倾运动，进而对平顺性产生部分影响。主动悬架控制中的主动侧倾控制，在车辆转弯或受到侧向力作用的时候能够减小车身侧倾，进而通过控制侧倾转向角，间接地控制车辆的转向运动；主动悬架能够弥补四轮转向控制对车辆平顺性作用的不足，而且通过对车轮动载荷的控制，改善对转向影响较大的轮胎特性变化。四轮转向系统通过对横摆角速度调节，能够对车辆转向运动进行有效控制，弥补主动悬架在转向控制中的有限作用，使车辆转弯时的质心侧偏角接近零，改善车辆的循迹性能，并且提高转向时的行驶安全性。汽车底盘综合控制是一种将车辆作为一个有机整体的系统化技术，将主动悬架与四轮转向结合，能够相互协调、取长补短。理论分析与仿真试验表明，悬架与四轮转向综合控制，能够对车辆的平顺性和操纵稳定性同时产生积极的影响。6.期刊论文宋正华.陈南.焦凤.祁永宁.SongZhenghua.ChenNan.JiaoFeng.QiYongning四轮转向汽车虚拟样机闭环控制操纵动力学仿真-汽车技术2005,(5)运用ADAMS软件建立了新型四轮转向(4WS)汽车整车虚拟样机模型.利用该模型对比了基于横摆角速度多状态最优控制的4WS汽车同前轮转向(FWS)汽车及其它不同控制算法的四轮转向汽车(后轮比例于前轮转角算法及后轮转角比例于横摆角速度算法)的操纵稳定性.仿真结果表明,基于横摆角速度多状态最优控制的4WS汽车,其各项评价指标优于FWS汽车以及采用另外两种控制方法的4WS汽车.7.学位论文庄学功电动固定平台搬运车四轮转向机构的设计与研究2005四轮转向(4WS)技术是改善车辆操纵稳定性的主要手段之一，也是车辆主动底盘技术的重要组成部分。本文针对电动固定平台搬运车的应用特点，对其转向机构进行分析和优化设计，运用虚拟样机技术，研究虚拟环境下的建模及其动力学特性。1．提出了电动固定平台搬运车四轮转向机构的总体结构方案，分析和推导出反映前、后轮转向角及其相互关系的计算公式，并以此建立了转向梯形机构优化设计的数学模型，运用MATLAB软件辅助计算，得到优化结果。2．建立了四轮转向车辆的二自由度模型，导出了采用重心零侧偏角控制策略的操纵动力学模型的传递函数，对前轮角阶跃输入下的车辆时域特性和频域特性进行了研究，对车速、轮胎侧偏刚度、整车质量、重心位置对整车操纵稳定性的影响进行了仿真分析。3．运用多体动力学理论和ADAMS软件，在电动固定平台搬运车分析模型的基础上，建立了包括前后轮转向系统、前后钢板弹簧悬架系统、轮胎模型和路面模型在内的整车多体参数化模型，并且对其中部分模型进行了动力学仿真。4．在建立多体模型的过程中，提出了钢板弹簧等效中性面模型的新方法。本文研究结果为推动4WS技术尽早应用于电动固定平台搬运车的升级换代，提升产品的市场竞争力以获得良好的经济效益奠定了基础。8.会议论文羊玢.蔡伟义.陈海军.孙庆鸿4WS汽车虚拟样机建模与操纵稳定性试验仿真2007为实现车辆的动力学特性在虚拟环境下的仿真和预估,基于ADAMS/Car环境建立整车动力学虚拟参数化模型。按照ISO规定的汽车操纵稳定性试验条件,研究模型的瞬态和稳态响应特性,包括横摆角速度和侧向加速度的响应特性,在角阶跃输入下高速转弯时,对4WS汽车和FWS汽车分别做了操纵动力学仿真和试验研究。仿真结果表明,四轮转向车辆控制系统具有良好的动态性能、鲁棒稳定性和鲁棒性能。9.学位论文陈烨基于ADAMS的四轮转向车辆仿真研究2009分数阶微积分理论是当今研究的热点课题，本文在分数阶微积分理论的基础上，研究了四轮转向汽车新的控制策略，并利用ADAMS对车辆模型进行了动力学仿真，分析该控制策略对车辆操纵稳定性的影响。具体内容如下：简单介绍了本文所使用的工具一动力学仿真软件ADAMS和数学软件MATLAB/Simulink，重点阐述了ADAMS工作的理论基础。建立了四轮转向汽车的二自由度车辆数学模型，分析了几种具有稳态侧偏特性轮胎模型的建模方法以及公式中各项参数的物理意义。在汽车专用模块ADAMS/CAR中建立整车动力学参数化模型，包括汽车车身子系统，悬架子系统，轮胎子系统，以及转向机构子系统。在ADAMS自带控制工具箱中输入控制策略，控制后轮按预想方式转向。对分数阶微积分和遗传算法作了介绍，研究了基于参考模型横摆角速度跟踪的控制算法，在控制器中采用分数阶PID控制，并由遗传算法求出PID控制的各项参数。按照国标要求对四轮转向车辆虚拟样机模型进行仿真，研究车辆的瞬态和稳态响应特性。仿真结果表明，对于采用参考模型横摆角速度跟踪鲁棒控制系统的四轮转向汽车，其操纵稳定性能有了明显的改善，并且该控制系统具有很好的鲁棒性。关键词：四轮转向；ADAMS；分数阶微积分；操纵稳定性；横摆角速度跟踪控制10.期刊论文徐建锋.宁晓斌.谢伟东.佘翊妮.XUJian-feng.NINGXiao-bin.XIEWei-dong.SHEYi-ni4WS整车虚拟样机建模与动力学仿真-计算机仿真2006,23(12)为了改善汽车在高速行驶转弯时的操纵稳定性,运用动力学仿真软件ADAMS,在其专业汽车模块ADAMS/CAR下研究了4WS汽车建模及其瞬态和稳态操纵动力学特性.以质心侧偏角和横摆角速度响应为评价指标,在角阶跃输入下高速转弯时,对前后轮转角成比例关系的4WS汽车和FWS汽车分别做了动力学仿真研究.对比分析了两者的质心侧偏角和横摆角速度响应特性,从分析结果得出,后轮主动参与转向,总体上有助于改善汽车在高速行驶转弯时的动力学响应特性,但是不同的因素也会对操纵稳定性产生不利的影响.本文链接：：上海海事大学(wflshyxy)，授权号：58149e9e-6943-4fcc-afbc-9dd500d10b5f下载时间：2010年8月17日