【正文】 chnology, 2006. 7(3): p. 315320.六、指導教師意見 指導教師簽字： 年 月 日七、系級教學單位審核意見：審查結果： □ 通過 □ 完善后通過 □ 未通過 負責人簽字：年 月 日附錄2 文獻綜述附錄2 文獻綜述一、課題國內(nèi)外現(xiàn)狀國外研究中寶馬主動前輪轉向系統(tǒng)、德爾福主動前輪轉向系統(tǒng)、光洋精工主動轉向系統(tǒng)已有卓越成績。國內(nèi)的相關研究主要集中在高校，尚處于控制技術的理論研究和實驗室原理樣機的開發(fā)階段。目前，吉林大學、同濟大學、北京理工大學、江蘇大學、上海交通大學和北京航空航天大學等高校開展了車輛主動轉向系統(tǒng)方面的研究。[24]二、研究主要成果 （1）針對電液主動轉向系統(tǒng)分析了其機械機構原理和電器機構原理，并根據(jù)試驗臺所選用的主動轉向系統(tǒng)建立了轉向盤與扭桿動力學模型、轉向電機系統(tǒng)動力學模型、輸出太陽輪、齒條及前輪轉角間動力學方程、轉閥動態(tài)數(shù)學模型、轉閥節(jié)流面積變化數(shù)學模型、液壓動力缸的流量連續(xù)性方程。同時分析了直流無刷電機原理和控制方法，為后續(xù)的研究奠定了理論基礎。（2）針對橫擺角速度控制即穩(wěn)定性控制功能，首先給出橫擺角速度控制中參考模型的選取方法，針對參考模型通過極點配置方法給出各種速度工況下PID控制器參數(shù)選取方法。而后運用模糊PID控制理論設計了橫擺角速度控制器，通過仿真實驗表明該控制器具有較好的控制效果和跟蹤效果。（3）針對主動轉向系統(tǒng)關鍵性問題，開展了相關的研究工作。首先運用最優(yōu)控制理論設計了直流無刷電機和動力液壓缸的控制方法。而后對于變傳動比控制、回正控制和抗干擾控制等關鍵問題運用MATLAB仿真軟件分別進行了仿真實驗，實驗表明本文設計的控制方法可較好地實現(xiàn)各種控制功能，為試驗臺實驗奠定了較好的理論基礎。（4）利用試驗臺結合車輛動態(tài)學軟件VEDYNA進行了實驗驗證工作，通過實驗表明本文設計的控制方法可較好地完成各種控制功能。[59]三、發(fā)展趨勢液壓助力轉向系統(tǒng)是在傳統(tǒng)的機械轉向系統(tǒng)基礎上增加液壓系統(tǒng)，發(fā)動機帶動轉向油泵工作，轉向控制閥控制油液流動的方向和油液大小，提供轉向助力，減小駕駛員作用在轉向盤的轉矩，降低駕駛員的勞動強度。[1012]四、存在問題（1）液壓助力轉向系統(tǒng)在汽車行駛時需要消耗一定的能量，增加了液壓油泵、液壓缸、油管和一些輔助裝置，增加的汽車行駛時的油耗，其燃油經(jīng)濟性較差。（2）助力特性不能隨著車輛速度的變化進行自動調(diào)節(jié)，無法兼顧車輛低速轉向的輕便性和高速轉向的轉向路感。（3）轉向回正性差。液壓助力轉向系統(tǒng)在回正過程中，不可避免存在閥芯和閥套之間的殘余角，即轉向盤回到中間位置時助力壓差不能立即減少為零，形成阻礙回正的阻力矩，影響車輛轉向的回正特性。[1319]五、主要參考文獻 1 李瑞源。寶馬主動轉向技術[J]。汽車實用技術，2005，4：8081.2 日本光洋精工主動轉向裝置，雙馬達消除干擾[EB/OL].3 Wemer H et Electrical Steering Systems Realizations with Safety Paper 20000108224 Peter D et Power Steeringthe First Step on the Way to ‘Steering by Wire’.SAE paper 19990104015 朱海。電動助力轉向匹配分析及性能評價研究[碩士論文]。吉林：吉林大學，2004.6 張昌華。電動助力轉向系統(tǒng)的研究與設計[碩士論文]。武漢：武漢理工大學，20047 CHEN D L,YIN C L,CHEN stability improvement by active front steering Proceedings of the ASME International Design Engineering Technical Conferences and Computers and Information in Engineering Conference,DETC2007:118511928 陳德玲，殷承良，陳俐，張建武。基于狀態(tài)反饋的主動轉向控制。機械科學與技術。2008，27(4)：5035079 陳德玲，殷承良，陳俐?；跔顟B(tài)觀測器的主動前輪轉向研究。中國機械工程。2007，18(24)：3019302310 YIH :implications for vehicle handling and safety[Dissertation].California:Stanford University,2005.11 林逸，[J].公路交通科技，2001，18（3）：7982，87 12周淑輝，李幼德，李靜等。汽車電子控制轉向技術的發(fā)展趨勢[J].汽車電器，2006，11：15.13 余卓平，趙志國，陳慧。主動前輪轉向對車輛操縱穩(wěn)定性能的影響[J]。中國機械工程，2005，16（7）：65265714 [J].汽車維修技師，2006，07：2022.15 蔣勵，余卓平，高曉杰。，2006年第四期：14.16 [J].汽車實用技術，2005，4：8081.17 朱海。電動助力轉向匹配分析及性能評價研究[碩士論文]。吉林：吉林大學，200418 張昌華。電動助力轉向系統(tǒng)的研究與設計[碩士論文]。武漢：武漢理工大學，200419 趙金才。汽車液壓助力轉向系統(tǒng)動態(tài)特性的研究[D]。鎮(zhèn)江：江蘇大學，2003 指導教師審閱簽字： 年 月 日附錄3 中文翻譯附錄3 中文翻譯第六章 穩(wěn)態(tài)轉向引言汽車的轉向是非常重要的性能模式，相當于操縱?！安倏v”是一個寬泛的術語，它的意思是暗指對駕駛者輸入或簡單控制的車輛響應。就如，操縱是對車輛—駕駛人組合的整體衡量。駕駛人和車輛是一個“閉環(huán)”系統(tǒng)——意味著駕駛人要觀察車輛的方向或位置，然后正確的輸入操作來達到預期的行駛。要僅僅達到記錄顯示器的特性的目的，“開環(huán)”系統(tǒng)就啟用了。開環(huán)是指車輛對特殊的轉向輸入的反應，或者可以更確切的定義為“定向響應”。最常用的衡量開環(huán)響應的措施是轉向不足變化程度。轉向不足變化程度是在穩(wěn)態(tài)條件下性能的衡量，盡管這個衡量是在不太穩(wěn)定的條件下用于推斷性能屬性。開環(huán)轉向，或定向響應將在這個部分檢測。方法是首先在在低速情況下分析轉彎行為，然后考慮在提高速度條件下的不同點。輪胎屬性的重要性將出現(xiàn)在高速轉彎的情況下，并且會提供一個對轉彎延遲特性影響的系統(tǒng)研究自然點。低速轉向理解轉向的第一步是分析車輛在低速下的轉向行為。低速下輪胎不需要展現(xiàn)橫向側力。這樣輪胎滾動時沒有滑動角度，車輛必須要設定一個轉彎。如果后面的輪子沒有滑角，轉彎的中心就必須落在后輪軸的投影上。同樣地，從每一個前輪作的垂線就應該經(jīng)過同一點（轉彎中心）。如果它們沒有經(jīng)過同一點，在轉彎中前輪胎就會彼此“打架”，按各自方向側滑。理想的前輪轉彎角度是通過圖中所示的幾何方法確定的，而且還為轉向定義了轉角。在轉向中用合理的幾何法（假設小角度），給出轉角公式：δο=L ∕（R + t∕2） （61）δi=L ∕ (R t∕2) （62）前輪的平均角度（還假設一個小角度）定義為阿克曼角：δ=L∕R （63）“阿克曼轉向”或“阿克曼幾何”，準確的角度取決于車輛的前后輪輪軸間距和轉角大小。來自于左—右阿克曼轉向角的錯誤或偏差對前輪胎磨損有一個顯著的影響。偏差不會對方向響應產(chǎn)生影響，而且它們也不會影響到轉向系統(tǒng)的中心轉矩。正確的艾克曼幾何分析，轉矩隨著轉角而持續(xù)增加，這樣通過方向盤反饋給駕駛人很正常的感覺。隨著另一并行輪子到極限位置，轉向力矩起初隨著角度慢慢增長，但是超過一個固定點就可能會減小，甚至可能變負，這種類型的轉向是不想要的。另一個低速轉向的重要方面是輪跡內(nèi)移，這種情況出現(xiàn)在后輪。輪跡內(nèi)移的距離，Δ，可從下面簡單的幾何關系算出：Δ= R [1cos（L／R）] （64a）用一系列余弦展開表達式，即：cos z =1z 178。／2！+z 4／4！z6／6！然后Δ≈ L 178。／2R （64b）由于很明顯的原因，輪跡內(nèi)移對像卡車和客車一樣長輪軸車輛是一個主要的隱患。對有節(jié)的掛車，幾何等式變得更為復雜，就是我們所知的“拋物線”等式。高速轉向在高速時，因為側面加速度將會出現(xiàn)，轉向等式會有些不同。為了消除側向加速度，輪胎必須要有側向力，并且滑動角也會在每個輪上出現(xiàn)。轉向力在轉彎情況下，輪胎必須要有側向力，輪胎也會像滾動一樣經(jīng)歷側滑。它的朝向和它要行駛的方向之間的角就是滑動角，α，：側向力，用Fy表示，當汽車前輪外傾角為零時，就是所謂的“轉向力”。在給定的輪胎負荷下，轉向力隨滑動角增加而增加。在滑角很?。?度或更小）時，這個關系是線性的，因此，轉向力表示為：Fy= Cαα （65）比例恒定不變，Cα，就是“側偏剛度”，它被定義為當α=0時Fy對α曲線的斜率。一個正滑動角在輪胎上產(chǎn)生一個反作用力，暗指Cα得是一個負的角度；然而，SAE把側向剛力定義為斜率的相反數(shù)，這樣Cα就是一個正值了。在轉彎剛度許多變量依賴[6]。輪胎尺寸和類型（徑向與偏見層建筑），對層數(shù)，線角，車輪寬度數(shù)量，花紋是重要的變數(shù)。論壇給輪胎，負載和通脹壓力是主要的變量。速度并不強烈地影響了輪胎生產(chǎn)的轉彎力。都是因為強負載力的依賴，輪胎偏特性也可描述為“轉向系數(shù)”，這是由負載側偏剛度分。因此，轉彎系數(shù)，特定常規(guī)武器公約計算公式如下：CCα=Cα∕Fz （66）最大偏系數(shù)通常在輕載時，能不斷減少負載達到額定的值（輪胎和輪輞協(xié)會額定負荷[7]）。在100 ％負荷時，?通常（每磅磅轉彎每度的偏角負載力）。偏微分方程穩(wěn)態(tài)轉向方程來源于牛頓第二定律的應用，隨著方程描述輪流幾何（由滑移角度對輪胎的必要條件修改）。為分析的目的。在高速的量子半徑比車輛的軸距大。接著小角度可以假設，以及對差異引導內(nèi)外前輪角度可以忽略不計。因此，為了方便，前面的兩個輪子，可派代表一人在車輪轉向角度，為0，相當于一個轉彎力量兩個輪子。同樣的假設是用于后輪。對于汽車行駛的和V時，在從輪胎側向力的總和方向前進的速度必須等于質(zhì)量乘以心加速度Σfy = Fyf + Fy r= MV178。／R （67）其中: Fyf=橫向（轉彎）生效的前橋Fyr=橫向（轉彎）生效的后軸M =車輛的質(zhì)量V =前進速度R =半徑 附錄4 英文文獻附錄4 英文文獻CHAPTER 6STEADYSTATE CORNERINGStability in handling test track. (Photo courtesy of Volvo of America Corp.)INTRODUCTIONThe cornering behavior of a motor vehicle is an important performance mode often equated with handling. Handling is a loosely used term meant to imply the responsiveness of a vehicle to driver input, or the ease of control. As such, handling is an overall measure of the vehicledriver bination. The driver and vehicle is a closedloop systemmeaning that the driver observes the vehicle direction or position, and corrects his l her input to achieve the desired motion. For purposes of characterizing only the vehicle, openloop behavior is used. Open loop refers to vehicle response to specific steering inputs, and is more precisely defined as directional response behavior [I]. The most monly used measure of openloop response is the under steer gradient [2]. Under steer gradient is a measure of performance under steady state conditions, although the measure can be used to infer performance properties under conditions that are not quite steadystate (quasisteadystate conditions).Openloop cornering, or directional response behavior, will be examined in this section. The