四輪轉(zhuǎn)向汽車(chē)操縱動(dòng)力學(xué)虛擬仿真分析(編輯修改稿)
2024-07-22 05:25 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 許多情況下也是希望獲取的）的解可視化地顯示出來(lái)以形成虛擬仿真。由于方程（1）的強(qiáng)烈非線性，方程（1）常導(dǎo)致條件數(shù)很大的剛性方程。因此，方程（1）數(shù)值解的收斂性并不總是保證。為此，數(shù)值計(jì)算技巧和物理建模的合理性，對(duì)于獲得準(zhǔn)確的結(jié)果就非常重要了［6，7］。3 4WS汽車(chē)虛擬模型的建立參考國(guó)外某汽車(chē)公司提供的一種前輪轉(zhuǎn)向房車(chē)車(chē)型的實(shí)際及試驗(yàn)數(shù)據(jù)，按照該模型的運(yùn)動(dòng)學(xué)幾何定位參數(shù)，運(yùn)用ADAMS軟件，建立整車(chē)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)部件、機(jī)構(gòu)約束，從而建立整車(chē)系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)模型。建模過(guò)程涉及定義模型中機(jī)構(gòu)部件、鉸鏈連接與約束、彈性及阻尼元件，獲得子系統(tǒng)模型的動(dòng)力學(xué)參數(shù)，及定義外界條件如道路模型、空氣阻力等的特性。初步建成后，要通過(guò)仿真計(jì)算比較結(jié)果的合理性和正確性，并反復(fù)對(duì)模型及算法參數(shù)進(jìn)行調(diào)整、試算，最終建立了該4WS汽車(chē)的虛擬模型，形成了針對(duì)文中研究目標(biāo)的所謂虛擬樣機(jī)。由于一般商品化軟件的專(zhuān)用模塊，如ADAMS/CAR等，大都針對(duì)前輪轉(zhuǎn)向車(chē)輛，對(duì)于4WS的機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)建模相對(duì)比較困難，需要結(jié)合ADAMS/CAR 模塊和ADAMS/VIEW模塊進(jìn)行。主要考慮汽車(chē)在轉(zhuǎn)向時(shí)的動(dòng)力學(xué)特征，故忽略制動(dòng)系與傳動(dòng)系的影響。同時(shí)，為實(shí)現(xiàn)四輪轉(zhuǎn)向目的，將原參考車(chē)型的鋼板彈簧非獨(dú)立后懸架改為了帶轉(zhuǎn)向的雙擺臂獨(dú)立懸架，由螺旋彈簧、減震器、上控制臂和下控制臂組成，如圖1所示。在運(yùn)用ADAMS軟件建立車(chē)輛的機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)模型時(shí)，可以對(duì)懸架以及轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的一些關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行參數(shù)化建模，如前輪前束、主銷(xiāo)后傾、主銷(xiāo)內(nèi)傾、車(chē)輪外傾角的定位參數(shù)等。通過(guò)改變這些定位參數(shù)，可以方便地仿真車(chē)輛在不同定位參數(shù)下的平順性及操縱穩(wěn)定性狀況，還可以通過(guò)定義目標(biāo)函數(shù)，對(duì)懸架及轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，從而選出最為合理的結(jié)構(gòu)模型。4 4WS汽車(chē)操縱穩(wěn)定性的虛擬仿真主要研究在開(kāi)環(huán)狀態(tài)下，4WS車(chē)輛對(duì)不同前后輪轉(zhuǎn)角輸入的轉(zhuǎn)向響應(yīng)仿真結(jié)果。其用意在于：考察不同4WS車(chē)輛轉(zhuǎn)向、懸架機(jī)構(gòu)定位設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)轉(zhuǎn)向操控性能的影響；了解在不同的前后轉(zhuǎn)向角度配合的情況下，4WS車(chē)輛的開(kāi)環(huán)物理表現(xiàn)。目前4WS車(chē)輛前后轉(zhuǎn)向都是閉環(huán)控制的。但如前所述，其分析和控制器設(shè)計(jì)所用的常常是相對(duì)簡(jiǎn)單的模型，基本不考慮機(jī)構(gòu)定位設(shè)計(jì)參數(shù)。因此，其分析適用范圍應(yīng)該相當(dāng)有限，如不注意這點(diǎn)，可能會(huì)得到完全錯(cuò)誤的結(jié)果。這樣，從物理上把握
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