多轴液压助力转向系统匹配设计研究

多轴液压助力转向系统普遍存在转向杆系变形和断裂的问题.基于轮胎原地转向阻力矩的半经验公式,利用ADAMS和AMESim建立了某多轴转向车辆的机液联合仿真模型.在验证模型正确性的基础上,以转向杆系受力最小为优化目标,进行了转向油缸和轮胎原地转向阻力矩的匹配优化.研究发现,转向油缸与轮胎原地转向阻力矩的匹配关系对转向杆系的受力影响非常明显,优化后转向杆系受力显著减小.     

基于多轴转向的转向轴匹配优化研究

多轴转向系统的安全性和可靠性对于多轴车辆来说至关重要,因此,针对各转向轴的转向油缸驱动力矩和轮胎转向阻力矩的匹配优化研究具有非常重要的意义。基于轮胎原地转向阻力矩模型和转向油缸的驱动力矩动态平衡方程,以缸筒、车轴的铰接点B点与缸杆、梯形臂的铰接点D点的相对坐标为设计变量,提出将转向油缸输出功最小作为优化目标的优化方法。以某转向轴为例,并利用Matlab优化工具箱,对转向油缸的铰点安装位置参数进行优化分析。通过拟合分析,获得了转向油缸铰点布置规律,为转向轴的匹配优化设计提供了简洁可行的依据。     

多轴车辆线控液压转向系统设计及转角控制

为减小多轴转向车辆货厢部位的第三轴转向轮转向磨损,要求该车轮与驾驶室部位的前转向轮转角关系满足阿克曼转向原理。针对某型号8×2四轴重型车辆,设计出一种第三轴线控液压转向系统,并建立其动力学模型,设计了基于指数趋近律的滑模控制器对第三轴转向轮转角进行控制,选取典型工况对所设计的控制器进行了仿真分析,并进行实车试验验证。研究结果表明：基于指数趋近律的滑模控制比基于比例切换函数的滑模控制及开环控制响应更快速、趋近目标值时间及超调持续时间更短、稳态差值更小;与采用机械液压转向系统相比,安装基于该控制器的线控液压转向系统不仅能显著提高第三轴轮胎的转向抗磨损性能,同时也改善了整车的转向性能。     

一种具有不同转向模式的多轴转向车辆设计

为改善多轴转向车辆的低速机动性和高速稳定性,设计了一种具有四种转向模式的多轴转向车辆,并基于零侧偏角比例控制策略分析了该车的转向性能.阐述了车辆系统设计和转向执行器的选择流程;建立了多轴转向车辆的二自由度模型,并基于零侧偏角比例控制策略,推导出了车辆质心侧偏角、横摆角速度和侧向加速度的传递函数;利用MATALAB对不同转向模式下车辆的稳态响应和瞬态响应进行了仿真分析.结果表明:合理选择车辆转向模式能够有效改善车辆的低速机动性和高速稳定性.     

七轴全地面起重机电液助力转向系统能耗分析

针对七轴全地面起重机电液助力转向系统能耗高的问题,在考虑了油源因素对多轴转向系统能耗和效率影响的基础上,对起重机多轴转向系统的能耗特性进行了研究。首先,建立了起重机单轴转向系统能耗模型,并基于Ackerman定理,分析了多轴转向系统中各转向轴的转角关系,从而建立起了其多轴转向系统能耗模型;然后,设计了一种包含转向信息的新型能耗测试循环系统,并通过仿真的方式,分析了泵源压力和转向模式对行驶工况下多轴转向系统的能耗影响规律;最后,提出了一种适用于起重机多轴转向系统的多级压力源切换转向节能方案。研究结果表明：泵源压力和转向模式的选取对起重机多轴转向系统能耗有直接的影响;根据设计的多级压力源切换转向节能方案,各轴可实现随负载和转向模式的变化进行分级调压,从而可以实现多轴转向系统的节能,并为其他一源多驱液压系统的节能优化提供一定的借鉴依据。     

驾驶员理想转向盘力矩特性研究

对驾驶员理想转向盘力矩的影响因素进行分析,提出了一种用以描述稳态转向工况的驾驶员理想转向盘力矩模型。针对三款不同型号车辆进行驾驶员转向盘力矩道路试验, 建立了中国西南地区驾驶员理想转向盘力矩模型,研究结果表明: 一定车速下,驾驶员理想转向盘力矩是转向盘转角或者侧向加速度的增函数,但随着转向盘转角或者侧向加速度的增大,驾驶员理想转向盘力矩增大的程度减缓;一定转向盘转角或者侧向加速度下,驾驶员的理想转向盘力矩与速度近似成线性正比关系;如果车辆的体积、车重相近,道路条件相同,驾驶员理想转向盘力矩与车辆的型号无关。     

多轮转向系统转向控制模式综述

介绍了适用于多功能运动型车、卡车、多轴重型车等大型车辆的多轮转向系统的转向控制模式。重点介绍目前多轴重型车辆主要采用的液压式和电控液压式多轮转向系统，结合全路面起重机的多轮转向系统进行了实例说明，对几种转向控制模式的特点进行了总结。     

双十字轴万向节转向传动系统的优化设计

针对汽车转向系采用双十字轴万向节传动的设计问题,研究了通过空间布置设计以获得输出轴的平稳转速。以某车型转向系为例,利用ADAMS/view建立双十字轴万向节的动力学模型,以输出轴的转速波动率作为优化目标,对系统中的可变参数进行优化设计,最终得到理想的转向系硬点布置方案。     

考虑轮胎侧偏刚度的汽车转向理想线研究

建立了前、后驱汽车低速转向时的受力模型,用解析法列出其方程并求解,同时得到了受力模型中各力的影响因素和变化趋势;分析了刚性轮胎和弹性轮胎在侧偏力作用下的侧偏现象;定义了汽车转向前点和汽车转向理想线,提出了一种求取转向理想线的方法,分别用给定预偏角和侧偏角以及侧偏后前点距后轴距离两种的关系来判断此方法的正确性,结果证明此方法能很好地求得转向理想线;修正了考虑侧偏刚度后的阿克曼转向原理并分析了修正阿克曼转向原理的影响因素。     

基于后轴主动转向的多轴转向杆系优化

多轴转向技术正在向具有主动转向系统和转向杆系的双转向系统发展,但是,由于不同转向系统之间的耦合干涉,双转向系统存在轮胎磨损问题。为此,提出一种新的转向杆系优化方法——双极限目标优化法。根据后轴主动转向的控制策略和车速与车轮转角的关系,确定不同转角范围内的各轴双极限理论转角。通过对转向杆系的优化分析,实现不同速度和转角条件下,转向杆系的转向中心与后轴动态转向中心的协调一致,最大程度降低双转向系统的耦合干涉。针对九轴转向车辆,利用双极限目标优化法对其转向杆系进行优化分析。通过与固定转向中心的优化结果对比发现:双极限目标优化法的最大转角偏差降低30.9%~59.9%,从而验证新优化法的正确性和优点。此方法对双转向系统转向杆系的优化具有重要的指导意义。     

电动助力转向系统参数研究及优化设计

利用电动助力转向(Electric Power Steering,EPS)系统和二自由度整车的集成动力学模型,建立了汽车转向系统性能评价的转向路感、转向灵敏度和转向稳定性指标函数.通过频域仿真分析,研究了EPS系统结构与控制参数和转向性能指标之间的关系曲线.以转向路感和转向灵敏度有效频域能量均值为优化目标,转向稳定性为约束条件,建立了EPS系统多目标优化设计模型,并利用MATLAB遗传算法(Genetic Algorithm,GA)工具箱进行了优化设计.最后,对优化前后的系统进行了仿真对比分析.结果表明:EPS系统转向性能得到了较大提高,能够对EPS系统结构和控制参数进行匹配优化设计.     

基于主动前轮转向横摆角速度反馈控制的研究

在主动前轮转向系统中引入横摆角速度反馈传感器,建立了主动前轮转向系统数学模型和横摆角速度反馈控制模型,使用PID控制器实现横摆角速度反馈控制;系统通过产生附加的前轮转角,对前轮转角进行修正,使车辆转向行驶时的横摆角速度和侧偏角很好地跟踪参考模型;并在系统阶跃和正弦输入下分别进行仿真分析,结果表明,在主动前轮转向系统中引入横摆角速度反馈控制可以显著改善车辆横摆角速度的瞬态响应,从而提高了车辆的转向稳定性.     

轮式车辆转向梯形优化方案的研究

对轮式车辆转向梯形优化方案进行了研究,用三种方案对转向梯形进行了优化,编制了参数化的优化程序,给出了各种方案的逼近误差曲线,将优化结果进行了对比。研究成果表明:采用相对误差作为目标函数是一种比较理想的优化方案,符合转向机构的设计要求,具有很高的逼近精度,对于进行车辆转向机构的设计具有指导意义和重要的应用价值。     

基于免疫算法的断开式转向梯形优化设计

根据空间结构分析推导出独立悬架断开式转向梯形机构的运动学方程,以转向梯形机构中各杆件空间尺寸、空间位置为设计变量,以获得理想的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,利用免疫算法对其进行优化。通过比较优化前后的仿真结果可以看出优化后明显好与优化前。     

基于MATLAB的断开式转向梯形机构的优化设计

以与某汽车齿轮齿条式转向器配用的转向传动机构为实例,在传统的转向系设计中引入Proe软件建立断开式式转向梯形机构的三维运动实体分析模型,并利用MATLAB中的最小二乘法进行转向梯形的优化设计。通过对比了优化前后的特性曲线,表明优化之后的转向梯形使车轮在转向时左右车轮转角更加符合理论转角关系,从而降低了轮胎磨损,提高的行车平顺性和安全性并更好的保证汽车转弯时车轮作无滑动的纯滚动运动。     

转向梯形断开点设计与分析

运用空间机构学一些基本理论及方法,以Matlab语言为工作平台,充分利用其强大的图形功能及可视化编程,对麦弗逊式悬架转向梯形机构进行空间断开点分析,并开发出计算程序.根据程序计算出来的结果,结合阿克曼理论,对设计的转向梯形进行评估分析.通过实际的设计和试验,表明空间机构学理论配合Matlab的处理能力运用于转向梯形分析...     

汽车起重机转向梯形机构遗传算法优化

在满足传动性能和边界约束条件下，根据汽车起重机转向机构的内、外转向轮理想的转角关系，以内侧转向轮理论转角和实际的内轮转角之间均方根误差最小为优化目标，建立了优化设计的数学模型。由于传统的优化方法存在着求解过程复杂和寻优过程容易陷入局部最优解的问题，故应用matlab遗传算法工具箱寻求最优解，使求解过程得到简化，能可靠地获得全局最优解。     

轿车用转向助力泵的建模及机构运动仿真

根据轿车用转向助力泵的设计准则,设计出运动学特性好且流量脉动小的分段式组合曲线,运用Pro/E软件对轿车用转向助力泵进行三维实体建模及装配.运用Pro/E的Mechanism模块对转向助力泵进行运动仿真分析,得出泵的位移、速度和加速度变化曲线,并与理论推导得出的位移、速度和加速度变化曲线进行对比,可以快速、直观地对定子曲线进行优化设计.     

太阳能自驱式避障小车控制系统设计

随着经济的飞速发展,石油的需求量越来越大,而石油是不可再生资源,且存在环境污染等问题。太阳能无疑是理想的替代能源。设计了以太阳能作为动力的智能自驱式避障小车模型,以单片机作为核心控制系统,通过传感器接收环境信号,进而控制步进电机转向,实现小车的自动行驶和转向。模型中太阳能电池板具有自动转向功能,保证能量的最大供给。为下一步行驶试验提供理论支持。