转向装置球面四杆机构的综合

提出了采用球面球面四杆机构作为转向机构与方向盘之间的运动传递,并建立了车辆转向曲率与转向机构输入构件的关系。在此基础上,获得了球面四杆构输入－输出关系和机构优化综合数学模型,最后绘出误差曲线,以验证所提出方法的有效性。     

球面四杆机构函数综合的傅立叶级数法

从球面四杆机构的输入角与输出角的函数关系入手,借助傅立叶变换这一数学工具,发现了输入输出函数与基本尺寸型的关系。在此基础上建立了包含148995组曲柄摇杆机构和490545组双曲柄机构基本尺寸型的球面四杆机构输出函数特征参数的数值图谱库。通过建立的球面四杆机构输入输出函数的数值图谱库,实现了球面四杆机构的函数综合。为提高综合所得机构的精度,采用了遗传算法对综合结果进行了优化,并给出了相应的算例证明了本方法的有效性。     

基于混沌计算的可调球面四杆机构轨迹综合

提出了实现多任务轨迹的可调球面四杆机构综合方法。导出了可调球面四杆机构的多任务轨迹综合方程组,建立了可调球面四杆机构综合的任务数、精确点数、任选变量数之间的关系。基于混沌分形计算方法对机构综合方程组进行了求解,得到了机构综合的全部解,并给出了数值实例。     

基于球面四杆机构调控滚子偏置角的锥式Mecanum轮

Mecanum轮作为一种全方位行走轮在多领域广泛应用,针对Mecanum运动系统受限于平整光滑路面,提出一种拓展到类"V"形路面行走的新型变锥角Mecanum轮,该轮每个滚子分别对应安装于阵列球面四杆机构上,其周向阵列球面四杆机构具有公共输入轴,以同步驱动安装于连杆上对应的Mecanum轮滚子,实现滚子轴线偏置角变化,达到Mecanum轮锥角变化,增加Mecanum轮运动系统对"V"形地面行走适应性;通过建立球面四杆机构运动学模型,求解出球面四杆机构的输入输出方程,得到公共轴输入转动角度与滚子偏置角间映射关系;基于包络原理近似求得Mecanum轮可控锥角所对应的路面坡度。     

基于傅氏级数的球面四杆机构函数综合的代数求解

文中提出了一种可实现球面四杆机构多点位函数综合的代数求解新方法。首先，建立了用傅氏级数描述球面四杆机构输出转角函数的数学公式，然后将由傅氏级数表示的输出转角函数代入球面四杆机构输入输出转角函数方程，经变量代换，分析得到了输出转角函数傅里叶系数与机构设计参数间的函数关系，并据此关系建立了球面四杆机构的函数综合设计方程。求解方程，得到球面四杆机构的设计参数。通过综合设计实例验证了该方法的有效性和可行性。     

含球面四杆闭链的球面并联机构拓扑型综合

基于球面四杆回路提出了含球面四杆闭链的球面并联机构拓扑型综合方法。将球面四杆回路与球面单开链(SOC)作为机构组成的基本单元,通过球面四杆回路与其它球面单开链的组合综合得到球面并联机构。给出了含球面四杆回路的基本单元形式和完整的综合流程,得到了相关拓扑综合结果。     

非预定时标设计要求的球面四杆机构刚体导引综合方法研究

通过对标准安装位置的球面四杆刚体导引机构输出的刚体标线进行处理,发现所得的位姿曲线均为圆弧;通过分析位姿特征曲线的形成机制,揭示了位姿特征圆上相邻特征点对应圆心角与机构连杆转角的内在联系,给出了标准安装位置的球面四杆机构设计要求时标补充方法。在此基础上,将该方法推广到一般安装位置球面四杆刚体导引机构中。通过对2维机构安装角度参数和2维机构相对输入角进行优化,实现了一般安装位置的球面四杆刚体导引机构时标的补充,从而借助数值图谱法实现了非预定时标设计要求球面四杆机构刚体导引综合问题的求解。最后,通过算例证明了该时标补充方法的可行性和有效性。     

空间第一类机构回路与分支的识别

由球面对踵三角理论和球面三角形余弦定理 ,得出球面三角形在其三边恒定的情况下有两种构型及其这两种构型的特点 ;通过分析得出了球面四杆机构回路特性是由其输出构件与连杆所构成的球面三角形的两种构型决定的结论 ,提出了球面四杆机构的回路和分支识别的转角符号法 ;最后由空间第一类机构与球面四杆机构的等效性 ,阐述了将此识别方法应用于第一组空间机构的方法。这对于机构综合有重要的参考价值     

空间机构振动力与振动力矩平衡的研究

在空间机构动力平衡中应用质量动替代法，以空间球面四杆机构为例，提出空间机构中满足质量动替代条件的构件，应满足的质量分布矩阵，然后对些空间球面四杆机构的振动力与振动力矩进行了平衡。     

纯滚动汽车转向机构设计

对现行汽车前轮梯形转向四杆机构进行了分析,指出现行状态下汽车转向时四车轮均实现纯滚动是不可能的,为了让四车轮在转向时实现纯滚动,提出四杆机构与凸轮机构组成一个五杆机构,并推出该机构中凸轮机构的运动规律。     

基于模块化建模的多轴车辆转向杆系优化

针对多轴转向车辆轮胎磨损严重的问题,对其主要影响因素之一的转向杆系进行优化分析,提出了基于ADAMS软件的多轴转向杆系的模块化建模和优化方法。以五轴车辆为例,进行了建模和优化分析,首先通过对14个优化变量的灵敏度分析,确定7个优化变量。通过对比优化前后的结果可知,各轴的转角误差降低了(24.5~37.5)%。最后通过对整车虚拟样机模型的仿真和实车的试验测试,分析验证了转向杆系的受力合理性,进一步表明优化后的转向杆系具有较强的实践指导作用。     

Variable structure controller design for steer-by-wire system of a passenger car

The electric power steering (EPS) system was developed and the steer-by-wire (SBW) system achieves the purposes of EPS. The advantages of SBW are packaging flexibility, advanced vehicle control system, and superior performance. No mechanical linkage exists between the steering gear and steering column in the SBW system. The steering wheel and front-wheel steering can be controlled independently. The SBW system consists of two motors controlled by an electronic control unit (ECU). One motor is in the steering wheel and develops the steering feel of the driver and the other motor is in the steering linkage and improves vehicle maneuverability and stability. Moreover, the active front steering (AFS) system can be added to the SBW system. AFS reduces the difference between actual and estimated vehicle yaw rate. Up-to-date information from the steering wheel enables drivers to identify road conditions through the tire force, which should be fed back to the steering wheel. Furthermore, several control algorithms related to the vehicle and motor can be used together through the self-aligning torque, which is fed back to the steering wheel. This study proposes a method to control the vehicle yaw rate through an SBW system. This control method is based on a PID control method for the steering-wheel-motor controller, as well as on a sliding mode control (SMC) method for the front-wheel-motor controller and yaw stability controller. The SBW system is modeled using a bond graph method. Results imply that the controllers are robust enough when in contact with nonlinear properties of tire and road conditions. This study is expected to guide further research on the SBW system.     

基于牛顿-欧拉法的三轴线连杆转向机构数学建模与仿真优化

针对三轴线车转向过程中存在的转向精度不高的问题,借助牛顿-欧拉法在多体建模上的优势,建立了三轴线连杆转向机构的数学模型,推导出转向机构的位置、角速度和受力方程,利用MATLAB软件与Adams软件搭建运动学模型和动力学模型,通过Simulink与Adams的联合仿真对三轴线连杆转向机构的关键点位进行仿真优化.仿真结果表...     

基于AEMSim的汽车液压限位卸载转向系统的设计及仿真

该文在分析常用转向系统的结构原理和技术特性的基础上,设计了一种转向极限状态卸荷的液压系统,诣在解决常用液压转向系统机械杆系受力变形、轮胎磨损、液压元件烧坏等不利问题,提高转向系统的操纵稳定性和安全性。基于多学科领域复杂系统建模仿真平台AMESim软件建立汽车液压转向系统的仿真模型。仿真结果表明:系统可解决一些常用转向系统的机械杆系受力变形等问题,有效提高了转向系统的安全性和汽车操纵稳定性,具有一定的经济系效益和安全效益。     

基于MATLAB的三轮式轻质车转向机构的优化设计

根据三轮式轻质车后置转向机构的特性和Ackerman转角,推导出了该机构的运动学方程,以转向梯形的底脚θ0和转向臂长m为设计变量,建立评价优劣的目标函数f(x),在MATLAB中调用优化函数工具箱,进行优化设计.优化后,在ADAMS中建立转向机构三维模型进行动态仿真验证分析.最后,通过实践应用参赛,证明结果有效,达到优化目的.     

Optimum synthesis of the four-bar function generator in its symmetric embodiment: the Ackermann steering linkage

The problem of optimum synthesis of the planar four-bar function generator is investigated and the practical case of the Ackermann steering linkage considered as an example. The reduced number of design parameters of this symmetric four-bar linkage allowed inspecting the design space of various types of objective functions through 3D representations, and their properties suggestively highlighted. For practical purposes, the numerical results were summarized in a set of parametric design-charts useful to the automotive engineer in conceiving the steering linkage of a new vehicle.     

双前桥转向系与悬架运动协调性分析及优化

针对企业反映的某四轴重型车双前桥转向时出现的轮胎严重磨损和跑偏现象,通过建立该车的转向和悬架系统数学模型,对悬架与转向杆系的运动干涉计算方法进行了研究,并分析了双摇臂机构的运动规律。对悬架与转向杆系运动不协调量,以及轮胎做非纯滚动的趋势进行了优化设计,从而减小了轮胎磨损量,改善了悬架和转向杆系的运动干涉,使车辆的行驶性能更加优越。     

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。     

基于规则的分布式电驱动车辆驱动系统失效控制

针对分布式电驱动车辆在进入失效控制工况下,传统控制策略存在的纵横向控制目标无法满足、驱动能力降低、安全性变差等缺点,设计并考虑动力性和稳定性的驱动系统失效协调控制策略。该策略利用分布式电驱动车辆各轮无机械连接、各轮独立驱动以及驱动单元冗余配置的结构特点,依据不同的失效状况和车辆状态制定基于规则的驱动系统失效控制算法。对所设计的算法进行实车试验验证,试验结果表明,在发生驱动系统失效后,所设计的基于规则的驱动失效控制策略通过协调控制各驱动轮驱动能力,在低速小转向阶段改善了车辆的纵向驱动能力,在高速或者大转向阶段保证了车辆的横向稳定性。     

运动副间隙对汽车摆振系统非线性动力学行为影响分析

在前期研究中发现运动副间隙对机构的动力学响应影响显著,因此做出转向系统中的间隙也会对转向摆振系统的响应产生重要影响的推断。为此,将转向梯形机构简化为一个连杆机构,并就机构中运动副间隙对转向系统摆振的影响进行了分析。借助拉格朗日方程建立考虑转向机构运动副间隙的6自由度转向系统摆振动力学模型,基于该摆振模型,应用四阶龙格－库塔法对间隙参数发生变化时摆振系统的响应进行仿真分析。通过仿真分析结果发现：转向机构运动副间隙是诱发转向轮摆振系统混沌运动的重要因素,在摆振系统建模过程中应予以充分考虑;随着运动副间隙增大,转向摆振系统会由周期运动状态经过拟周期运动状态逐渐进入混沌状态,造成摆振运动加剧。相关结论可为转向系统摆振的有效控制奠定理论基础。