4WS整車虛擬樣機(jī)機(jī)械系統(tǒng)與控制系統(tǒng)耦合仿真研究.pdf

1、汽車四輪轉(zhuǎn)向(4WS)作為一項(xiàng)先進(jìn)的汽車主動(dòng)底盤控制技術(shù)，其主要目的是增強(qiáng)汽車在高速行駛時(shí)的操縱穩(wěn)定性，改善橫擺角速度和質(zhì)心側(cè)偏角等瞬態(tài)響應(yīng)指標(biāo)，低速轉(zhuǎn)彎時(shí)減小轉(zhuǎn)彎半徑，提高汽車操縱靈活性。 本文介紹了4WS汽車的基本原理及其優(yōu)點(diǎn)，分析了汽車四輪轉(zhuǎn)向控制方法的研究狀況和發(fā)展趨勢(shì)。從仿真技術(shù)發(fā)展的角度，指出以往4WS汽車研究存在的問題以及本文采用虛擬樣機(jī)耦合仿真技術(shù)的意義。為建立整車虛擬樣機(jī)模型，系統(tǒng)地研究了虛擬樣機(jī)技術(shù)設(shè)計(jì)數(shù)字化

2、模型理論，闡述了多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)軟件MSC.ADAMS的動(dòng)力學(xué)理論和計(jì)算方法，并以橫擺角速度響應(yīng)和質(zhì)心側(cè)偏角響應(yīng)為性能指標(biāo)，分別推導(dǎo)出其與前輪轉(zhuǎn)角的傳遞函數(shù)關(guān)系式。 通過研究專業(yè)汽車模塊ADAMS/Car在模板中建立子系統(tǒng)的關(guān)鍵步驟和信息連接器的使用，參照國外某前輪轉(zhuǎn)向樣車模型，改裝建立了包括非線性懸架系統(tǒng)、非線性轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、非線性輪胎模型以及車身等在內(nèi)的4WS整車模型。對(duì)比分析所建4WS模型與原有樣車，驗(yàn)證了所建模型的正確性和可行

3、性。 研究國外相關(guān)資料，探索出耦合仿真實(shí)現(xiàn)的步驟和技巧，利用在ADAMS/Car模塊建立精確反映實(shí)際物理樣車特性的4WS整車模型，將該模型作為一個(gè)子模塊加載到MATLAB下建立的橫擺率跟蹤多狀態(tài)控制模型中，實(shí)現(xiàn)了虛擬樣機(jī)耦合仿真研究。并對(duì)4WS虛擬樣機(jī)分別作了角階躍輸入運(yùn)動(dòng)、移線行駛運(yùn)動(dòng)耦合仿真分析，得出了一系列評(píng)價(jià)四輪轉(zhuǎn)向整車操縱穩(wěn)定性響應(yīng)曲線，為加快開發(fā)4WS物理樣車提供了一定的理論依據(jù)。 最后總結(jié)論文研究內(nèi)容，并對(duì)