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

1、汽車四輪轉向(4WS)作為一項先進的汽車主動底盤控制技術，其主要目的是增強汽車在高速行駛時的操縱穩(wěn)定性，改善橫擺角速度和質心側偏角等瞬態(tài)響應指標，低速轉彎時減小轉彎半徑，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，分析了汽車四輪轉向控制方法的研究狀況和發(fā)展趨勢。從仿真技術發(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耦合仿真技術的意義。為建立整車虛擬樣機模型，系統(tǒng)地研究了虛擬樣機技術設計數(shù)字化

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

3、性。 研究國外相關資料，探索出耦合仿真實現(xiàn)的步驟和技巧，利用在ADAMS/Car模塊建立精確反映實際物理樣車特性的4WS整車模型，將該模型作為一個子模塊加載到MATLAB下建立的橫擺率跟蹤多狀態(tài)控制模型中，實現(xiàn)了虛擬樣機耦合仿真研究。并對4WS虛擬樣機分別作了角階躍輸入運動、移線行駛運動耦合仿真分析，得出了一系列評價四輪轉向整車操縱穩(wěn)定性響應曲線，為加快開發(fā)4WS物理樣車提供了一定的理論依據(jù)。 最后總結論文研究內容，并對