四轮转向汽车横向动力学特性及其控制

发布时间：2020-09-29 09:03

　　针对四轮转向(4WS)汽车操纵稳定性数值研究匮乏的现状,本文重点进行了四轮转向(4WS)汽车的数值运算,对其系统进行了有效控制.根据四轮转向(4WS)汽车二自由度动力模型,求得系统的雅可比矩阵.运用Matlab软件编程,求得雅可比矩阵的特征值和特征向量.利用Hurwitz代数判据,对4WS系统Hopf分岔进行了计算,得到分岔点.根据中心流形理论,通过代入法,将五维4WS汽车系统近似降至二维.根据中心流形理论分岔稳定性指标,计算其正负值,并判定原系统Hopf分岔的类型.通过Matlab软件编程,模拟汽车横向速度、前轮转向角运动状态,得到横向位移与前轮转向角相图.结果表明,4WS汽车在一定的参数组合下出现转向自动摆动的性质.采用washout滤波器对系统控制.根据Routh-Hurwitz判据,得到线性增益系数值.通过对六维控制系统仿真,说明系统的Hopf分岔特性得到改善.总之,本文重点研究和分析了4WS汽车的横向动力学特性及其与控制技术,为深入研究汽车四轮转向技术奠定了基础。
【学位单位】：鲁东大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U461.1
【部分图文】：

前轮转向,车轮转动,前后轴,汽车

向却视情况而定.一般情况下,低速时汽车前后轴车轮转动方向相反,主要目的是减小汽车的转弯半径.高速时汽车前后轴车轮转动方向相同,主要目的是提高汽车的操纵稳定性.如图1.1所示.图1.1 前轮转向(2WS)与四轮转向(4WS)的比较

轮胎,受力分析,横摆,汽车

3.1.1 汽车运动时的受力分析汽车在三个方向平动及转动.平动包括纵向(surge)、横向(sway)和上下(heave),转动包括横摆(yaw)、侧滚(roll)和俯仰(pitch),如图3.1所示.其中,纵向、上下和俯仰运动不影响转向操作,侧向及横摆运动伴随着侧倾运动.图3.1 汽车的运动3.1.2 轮胎的受力分析和模型选择图3.2 轮胎的受力分析轮胎的受力如图3.2所示.汽车受各种因素影响,并不完全是直线运动.路面对轮胎产生横向作用力,叫侧向力yF (又称侧偏力),相应地产生反作用力/yF .

轮胎,受力分析

图3.1 汽车的运动3.1.2 轮胎的受力分析和模型选择图3.2 轮胎的受力分析轮胎的受力如图3.2所示.汽车受各种因素影响,并不完全是直线运动.路面对轮胎产生横向作用力,叫侧向力yF (又称侧偏力),相应地产生反作用力/yF .

【参考文献】