汽车液压助力转向系统对操纵稳定性影响的试验研究

课题组在定远试验场进行了汽车液压助力转向系统在角阶跃输入和角脉冲输入下对操纵稳定性影响的试验研究.试验获得了在转角阶跃和转角脉冲输入下液压助力转向系统各参数的时域响应,研究表明汽车液压助力转向系统在角阶跃和角脉冲输入下具有一定的时间延迟,影响汽车的操纵稳定性.     

高空车转向机构转弯半径优化设计

通过对高空作业车转向系统的转弯半径的分析,确定了最小转弯半径和车轮转向偏转角的设计原则;利用ADAMS虚拟样机仿真的方法对转向机构的结构尺寸进行优化,结果表明:通过优化尺寸可以降低实际车轮偏转角与理想偏转角的差异,并且降低了转向油缸力。     

汽车断开式转向梯形机构的优化设计

基于空间几何关系推导出某汽车断开式转向梯形机构的运动学方程,以转向梯形中各个杆件的空间尺寸、空间位置等参数为设计变量,以跟踪理想阿克曼转角为目标函数,以车辆对转向系统的要求为约束条件,对该转向梯形机构进行优化设计.基于ADAMS的虚拟样机试验表明:优化后的转向梯形机构明显地提高左右轮转角跟踪理想阿克曼转角的能力.在转向过程中,传动比变化更为合理,压力角更好满足机械系统传递要求.     

基于力矩反馈-位置差型线控液压转向系统控制

针对轮式农业机械的线控液压转向系统的控制包括转向轮转角控制与路感模拟控制两部分,系统控制的协调性非常重要。分析了两部分控制间的耦合关系以及双向控制理论;提出一种融合位置与力矩信息的力矩反馈-位置差型控制方法,根据转向轮的目标转角（转向轮的目标转角由转向盘转角与角传动比理论计算得到）与转向轮实际转角的差值控制路感电机,同时根据驾驶员的作用力矩控制电液比例伺服以驱动转向,并完成了台架试验。结果表明：转向盘在不同初始角度下的回正时间约为0.5s,转向阶跃响应稳态误差为0.231°,响应时间为2.265s,正弦跟随误差不大于1.401°,随机输入下的跟随误差不大于4.492°,但在转向盘转向改变时,误差达12.376°,持续时间约0.15s。     

多轴转向系统的运动学仿真及优化设计

以10×6型汽车起重机转向系统为研究对象,根据汽车转向理论阿克曼定理建立了多轴转向系统的数学模型及运动学模型,运用ADAMS对模型进行运动学仿真及转向性能分析。在分析了轴间内轮转角误差及各轴内外轮转角误差的基础上,选取转向机构上的几个硬点坐标为设计变量,分别以轴间内轮转向角累计误差和各轴内外轮转向角累积误差最小为优化目标,运用ADAMS对转向机构的Ⅱ轴、Ⅴ轴进行轴间内轮转角和Ⅰ轴内外轮转角进行了优化设计,最后对优化后的模型进行试验验证。     

含运动副间隙的空间转向机构运动精度分析及优化设计#br#

为评价运动副径向间隙和齿条倾斜对齿轮齿条转向机构转向误差的影响,将不同位置的运动副径向间隙用间隙杆和变长杆来代替,利用螺旋理论推导了转向机构的空间运动模型及主销转角与转向轮转角的理论模型。以最小转向误差为目标,以转向过程中压力角的最大值和车辆的最大转角最小值为约束条件,建立了含间隙转向机构优化模型。运动分析表明：含间隙转向机构的正转及回正过程具有不同的转向误差,且回正转向误差比正转转向误差更大;换向瞬间会产生比较大的转向误差;运动副间隙或齿条倾斜程度的增大会使车辆的最小转弯半径增大。考虑运动副间隙的转向机构优化设计,可以提高转向机构的转向精度。     

含运动副间隙的空间转向机构运动精度分析及优化设计

为评价运动副径向间隙和齿条倾斜对齿轮齿条转向机构转向误差的影响,将不同位置的运动副径向间隙用间隙杆和变长杆来代替,利用螺旋理论推导了转向机构的空间运动模型及主销转角与转向轮转角的理论模型。以最小转向误差为目标,以转向过程中压力角的最大值和车辆的最大转角最小值为约束条件,建立了含间隙转向机构优化模型。运动分析表明:含间隙转向机构的正转及回正过程具有不同的转向误差,且回正转向误差比正转转向误差更大;换向瞬间会产生比较大的转向误差;运动副间隙或齿条倾斜程度的增大会使车辆的最小转弯半径增大。考虑运动副间隙的转向机构优化设计,可以提高转向机构的转向精度。     

某车液压助力转向系统动态特性的仿真

为了分析某车齿轮齿条式液压助力转向系统的动态特性,建立了液压系统转向控制阀、转向液压缸及其他主要元件的数学模型。采用SIMULINK对该系统进行分析,仿真模型以前轮受到交变载荷时产生的偏转角为输入,以转向液压缸输出力为输出。仿真结果表明,当转角频率不变时,液压缸输出力随前轮转角幅值增大而增大;当转角幅值不变时,液压缸输出力随前轮转角频率增大而增大。最后,为了改善液压助力转向系统的动态特性,分析了扭杆刚度、转向液压缸负载质量和液压系统的液体体积弹性模量对液压缸输出力的影响。     

工程车辆双横臂式独立悬架断开式转向桥优化设计

以某型超宽、超重型工程车辆为研究对象,应用ADAMS仿真软件,建立了该工程车辆前悬架及转向系统虚拟样机模型,以轮胎上下跳极限位时的主销转角为优化目标,对转向桥断开点进行DOE分析。通过计算实例,使转向车轮实际转角接近理论转角,转向梯形机构有较大的传动角,给出了求解双横臂式独立悬架转向梯形断开点以及转向梯形的设计、计算方法。     

FSAE赛车转向梯形结构参数分析与优化

为了优化转向梯形结构设计,建立了断开式转向梯形结构数学模型。考虑到转向过程中侧偏力对轮胎转角的影响,通过角位移传感器采集数据,对理想阿克曼转向轮转角进行矫正。利用MATLAB软件绘制了理论和矫正后的内外转向轮转角关系曲线,并根据内外转向轮转角关系曲线和阿克曼率优化了转向梯形结构设计,满足了赛车转向性能要求。     

无舵机转向系统原理分析与控制研究

针对现有研究中无舵机转向仍处于一个尚未开发的阶段,分析了无舵机转向的原理,并推导了无舵机转向的转向角计算公式。设计了无舵机转向的控制系统,利用模糊PID控制中对偏差的智能化处理,引入智能分段控制概念,根据实际转角与目标转角的差值的大小,改变PID中的控制参数,以自动适应调整转速控制的响应速度等一系列特点,控制电机的转速输出以调节转向角。利用Matlab/Simulink建立了控制系统仿真模型进行了仿真分析,并在实物平板代步车中加以实验验证。     

四轮转向车辆后轮转角模糊控制器的研究

为了增强车辆转向时的操纵稳定性,建立了包含侧向运动、横摆运动、侧倾运动三个自由度的四轮转向车辆三自由度动力学模型。以前轮转角和车速作为输入,利用模糊控制理论,建立了决策后轮转角大小的模糊控制器。最后运用Matlab/Simulink软件,进行前轮角阶跃试验,并与基于比例控制、反馈控制的四轮转向车辆进行对比仿真。仿真分析结果表明:所建立的四轮转向车辆后轮转角模糊控制器能够有效地缩短车辆到达稳定状态的时间,并能有效地减小质心侧偏角、横摆角速度以及侧倾角的稳态值,从而有效地提高了车辆中高速转向时的操纵稳定性。     

基于弹簧约束的无碳小车转向机构的建模与仿真

针对无碳小车转向机构作用力对小车运动轨迹的影响,讨论了前轮转角函数为方波、三角波等形式变化时的小车运动轨迹.在转向机构的结构中加入了弹簧约束,对前轮转向角进行约束.以推杆作用力和转向杆转角为变量建立了转向机构的传递函数模型,选取一定的弹簧系数、转向角度等参数,对该数学模型进行了仿真.仿真结果与实验结果完全相同.     

汽车全自动转向系检测机理的研究

针对车辆转向系统在运行中的重要性和国内外转向系检测近况,以一种全自动转向系检测系统为对象,且以转向设计理论为理论基础,阐述了转向梯形、车轮转角与车辆转向器角传动比的相关性等基础问题,总结了其参数对转向性能的影响。同时列出了转向梯形的检测机理依据,并以整体式和分段式阿克曼转向为例,分析了底角改变对车轮转角的影响。通过多次平行示值试验结果表明:左台最大绝对值示值误差为0.1°,右台最大绝对值示值误差为0.07°,而系统检测误差精度范围为,误差满足精度要求。测量数据准确,可为转向机构的检测提供可靠的理论依据。     

线控转向车辆可变角传动比特性的研究

针对线控车辆的操控性能改善问题,对线控转向系统可变角传动比特性的优化设计方法进行了研究。基于客观的车辆操纵稳定性指标多目标评价函数,结合"驾驶员-车-路"闭环系统双移线工况仿真实验结果分析,确定了不同车速对应的最优角传动比;在此基础上,考虑车辆非线性横摆角速度增益特性对驾驶员转向操作的不利影响,分析了角传动比随转向盘转角变化的特性;对固定角传动比系统和可变角传动比系统的线控车辆,分别进行了双纽线和双移线两种典型转向工况下的仿真对比实验。实验及研究结果表明:相比于传统固定角传动比系统,具有角传动比可变优化特性的转向系统不仅能改善车辆低速转向灵敏性和中高速路径跟随性能,还能有效减小驾驶员的转向操作负担。     

基于TruckSim矿用汽车转向工况侧倾运动特性分析

车辆发生转向时,由于离心力的作用而产生侧倾运动,空载高速转向时该部分作用将更为明显,进而影响车辆平稳运输。根据悬挂系统的特性差异,对所研究矿用汽车前后悬挂的侧倾中心和侧倾轴进行分析;基于以上分析,对转向时的侧倾运动进行分析,获取关键参数的变化模型;根据理论分析结果,基于Matlab/Simulink建立车辆转向工况表征侧倾运动的分析模型;根据悬挂特性和转向特性,分别建立分析模型,与车辆多体动力学模型联合,基于TruckSim建立整车转向特征分析模型;分析在固定转向盘稳态回转试验时,车辆的行驶轨迹;对空载高速转向工况下,车辆内外轮转角特征曲线,悬挂刚度、位移、侧倾刚度等参数变化进行分析;对比分析考虑转向侧倾与否的转角特征及偏差与理论分析之间的差异,以验证分析的可靠性。结果可知：车辆内外侧悬挂缸出现伸缩跳动,此时出现了附加转向效应叠加在车轮上;车轮需要较大的侧偏角,满足侧向力的需要;此时,整车的转向角关系不单单满足Ackerman定理,还增加了轮胎的侧偏角;未考虑转向侧倾时,转角偏差值随着转角的增加而不断增大,最大偏差达到了0.4223°,而考虑时,转角偏差的目标值为0.3618°。因此表...     

基于物理规划与遗传算法转向系统优化设计

转向系统直接影响汽车的操纵稳定性、运行的安全性和车轮的使用寿命,针对工程车辆转向系统进行多目标优化建模分析。以满载低速转向时转角偏差、空载高速转向时转角偏差、满载与空载的车轮跳动时轮胎滑移量及车轮摆角摆动误差为目标,建立转向系统多目标函数;应用物理规划法对所建立数学模型各优化目标进行偏好等级函数构造,确定其满意度区间,从而建立转向系统的物理规划优化设计模型;通过对遗传算法适应度函数施加约束惩罚,用其求解规划模型,从而获得转向系统满意的优化解集合。应用Trucksim对优化分析结果进行对比,获得车辆转向系统优化的最优解。     

集装箱装卸搬运机转向轮转角关系研究

根据某集装箱装卸搬运机转向机构的特点和要求及多轮转向原理,确定了各转向轮在各转向工作模式下的转角关系,得出所有转向模式下转向轮偏转角范围,为转向机构的设计奠定了基础。该方法对同类设备的研究具有较高的参考价值。     

主动转向系统的传动比研究

分析主动转向系统(active front steering system,AFS)传动机构的工作原理,建立AFS传动机构的数学模型,根据汽车二自由度模型确定汽车的系统稳态横摆角速度增益曲线,选取合适的系统横摆角速度增益值设计转向传动比曲线以及转向轴叠加角曲面,建立装备AFS整车的联合仿真模型,依据转向轴叠加角曲面控制转角电机实现转向系统的主动转向。仿真结果表明:AFS传动比曲线设计方法合理有效。     

一种无角度传感器的SBW方向盘转角获取方法

文中针对方向盘转角传感器成本高的问题,提出了一种无角度传感器的线控转向系统方向盘转角获取方法。该方法利用线控转向系统路感电机的转子电气角度,采用多点采样的思路,对路感电机的转子电气角度进行实时过零检测,从而计算方向盘的转角。通过该方法获得的方向盘转角与专用转角传感器获得的方向盘转角的比较表明,误差保持在1°以内,满足线控转向系统的要求。