【導(dǎo)讀】與傳統(tǒng)的車輛相比，它具有更靈活、多樣的轉(zhuǎn)向?？赡艿墓ぷ髟诨坡蕛?nèi)，車輛的轉(zhuǎn)向半徑也比傳統(tǒng)車輛的小。涉及的轉(zhuǎn)向技術(shù)。

　　

【正文】 左前輪轉(zhuǎn)向角 lf? Alf 左前輪轉(zhuǎn)向半徑 lfR Rlf 右前輪轉(zhuǎn)向角 rf? Arf 右前輪轉(zhuǎn)向半徑 rfR Rrf 左后輪轉(zhuǎn)向角 lr? Alr 左后輪轉(zhuǎn)向半徑 lrR Rlr 右后輪轉(zhuǎn)向角 rr? Arr 右后輪轉(zhuǎn)向半徑 rrR Rrr 幾何中心的轉(zhuǎn)角 ? A 幾何中心轉(zhuǎn)向半徑 R R 左前輪附著力 lfF Flf 左前輪轉(zhuǎn)向力矩 lfM Mlf 右前輪附著力 rfF Frf 右前輪轉(zhuǎn)向力矩 rfM Mrf 左后輪附著力 lrF Flf 左后輪轉(zhuǎn)向力矩 lrM Mlr 右后輪附著力 rrF Frr 右后輪轉(zhuǎn)向力矩 rrM Mrr 前輪輪距 h h 后輪輪距 1h H 上述編程符號(hào)給定結(jié)合 節(jié) 整理的公式進(jìn)行編程計(jì)算。 公式整理 對(duì)于上一章所假定的情況對(duì)推導(dǎo)的公式進(jìn)行整理如下。 （ 1） 第一種假設(shè)轉(zhuǎn)動(dòng)中心在后輪延長(zhǎng)線以后，并且是以左前輪的轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)向半徑作為輸入?yún)?shù)，根據(jù)前面的公式推導(dǎo)有如下關(guān)系式。 對(duì)于右前輪有 25 s i n c o s39。 a r c s i n ( ) 2 a r c s i n ( )??? ?? ? ? ?l f lf l f lfrfr f r fR R hD I D RR （ ） 22 2 c o s ?? ? ?rf lf lf lfR R h R h （ ） 對(duì)于左后輪有 1s ina r c ta n ( )( ) 2 c o s?? ??? ??l f lflrlf lflRh h R （ ） 221111( ( ) / c o s ) ( ( ) ta n )222 ( ( ) c o s ) ( ( ) ta n ) c o s( )2 2 2???? ? ???? ? ?? ??? ? ? ? ?lf lf lflrlf lf lf lfh h h hRlR h h h hRl （ ） 對(duì)于右后輪有 2 2 2 2122 11()2a r c c os a r c t a n( )2 ( )2???? ? ?? ? ???rr lfrrrrhhl R RlhhhRl （ ） 22112 c o s ?? ? ?rr lr lr lrR h R h R （ ） （ 2） 假設(shè)中心在后輪的延長(zhǎng)線和前輪的延長(zhǎng)線之間時(shí)，將公式整理如下 對(duì)于右前輪 222 2 222c osa r c c os2 c os( ta n ) ( c os ) 2 c os 2 c os2 a r c c os( )2 ( 2 c os ) ta n???? ? ? ???????? ? ? ????lf lfrflf lf lflf lf lf lf lf lflf lf lf lfhRh R h Rh h h h R h Rh R h R h （ ） 22 2 c o s ?? ? ?rf l f lf lfR h R h R （ ） 對(duì)于左后 輪 1a r c c o s ( c o s c o s )22 ?? ? ??? ? ?lfr l lf lflr lrR hhRR （ ） 221( ( ) c o s ) ( s i n )2 ???? ? ? ?lr lf lf lf lfhhR R l R （ ） 對(duì)于右后輪有 26 1s ina r c ta n ( )c o s ( ) 2?? ??? ??lf lfrrlf lflRR h h （ ） 221( c o s ( ) 2 ) ( s in )??? ? ? ? ?r r lf lf lf lfR R h h l R （ ） 通過(guò)給定輸入左前輪轉(zhuǎn)角 ?lf 和左前輪轉(zhuǎn)向半徑 lfR ，用 數(shù)值 進(jìn)行 分析 。 數(shù)值 運(yùn)算 結(jié)合 節(jié)中整理的相關(guān)公式和預(yù)期假設(shè)， 在 后輪與前輪 最佳 跟蹤性能條件下有。 通過(guò)查找相關(guān)資料 得到 20xx 款的 軸距 2815，前輪輪距 1584，后輪輪距1551，整備質(zhì)量 1580kg[23]。經(jīng)過(guò)查閱相關(guān)資料的廣州本田所能通過(guò)的最小轉(zhuǎn)向半徑是 10m 多，而 CA141 的最大轉(zhuǎn)向角是 38 度， EQ140 則是 度 [24]。 通過(guò)查閱相關(guān)資料并結(jié)合前面的假設(shè) ，先通過(guò) 數(shù)值分析 對(duì)其在斜行和最佳轉(zhuǎn)向跟蹤情況下進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算。 由于在高速公路設(shè)計(jì)中，美國(guó)綠皮書提供了計(jì)算平曲線最內(nèi)側(cè)行車道中心線到路邊障礙物的距離 d 公式 [25] ? ?1 c o s 2 8 .6 5 /??????lld R S R （ ） 式中： d 為保證 停車視線距離所需的曲線側(cè)行車道中心到道路邊障礙物的距離； lR 為曲線內(nèi)側(cè)行車道中心線的平曲線半徑； S 為停車視距 通過(guò)查表得到我國(guó)規(guī)范規(guī)定， 一般在高速路上的防眩物距離為 ?dm設(shè)計(jì)車速為 120km 時(shí)，最小平曲線的半徑為 1000m ，當(dāng) 1760?lRm時(shí)， ?dm，當(dāng) 1760?lRm，應(yīng)該采取相應(yīng)的措施。得到當(dāng)車輛轉(zhuǎn)向中心與道路的平曲線相同時(shí)，則為 R 在高速公路上有 1000?Rm。先考慮 1000 2600??m R m，在考慮結(jié)合本文的初衷，我們結(jié)合考慮低于 1000?Rm時(shí)的對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)向半徑和轉(zhuǎn)向角低速運(yùn)用 [26]。 將左前轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向角 ?lf 和轉(zhuǎn)向半徑 lfR 分別建成 210? 的矩陣，對(duì)應(yīng)的通過(guò)計(jì)算可以得到在滿足相應(yīng)情況下的其余轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)角和 車輛轉(zhuǎn)向半徑矩陣， 最初矩陣如下 [27]。 27 4 0 3 5 3 0 2 5 2 0 1 5 1 0 51 0 0 0 1 1 0 0 1 2 0 0 1 3 0 0 1 4 0 0 1 5 0 0 1 6 0 0 1 7 0 00 5 1 0 1 5 2 0 2 5 3 0 3 5 4 01 8 0 0 1 9 0 0 2 0 0 0 2 1 0 0 2 2 0 0 2 3 0 0 2 4 0 0 2 5 0 0 2 6 0 0? ? ? ? ? ? ? ? ??? ???? ???????lfR 結(jié)合推導(dǎo)公式， 將上訴矩陣轉(zhuǎn) 用第二章公式 和 轉(zhuǎn) 換為車輛的左前輪的轉(zhuǎn)向半徑和轉(zhuǎn)向角矩陣。 221( c o s / 2 ) ( s in / 2 )???? ??lf lf lf lfR R h R l （ ） 1s in / 2ta n c o s / 2?? ? ?? ?lf lflf lfRlRh （ ） 首先找到車輛左前輪對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)角下的轉(zhuǎn)角最佳轉(zhuǎn)向半徑 lfR 的對(duì)應(yīng)值。 由阿克曼原理 ， 當(dāng)車輛 以自然軌跡通過(guò)彎道時(shí)為車輛轉(zhuǎn)向的最佳轉(zhuǎn)向。在實(shí)際中可以理解為車輛轉(zhuǎn)向時(shí)轉(zhuǎn)向角階躍 不能太大，才有利于車輛的平穩(wěn)轉(zhuǎn)向。 轉(zhuǎn)向角 0?? 時(shí)，車輛為直線行駛，當(dāng)轉(zhuǎn)向角有輸入時(shí)車輪就會(huì) 接收到一個(gè)有階躍的轉(zhuǎn)向角，則為轉(zhuǎn)向 0?? 時(shí)，車輛是沿直線行駛，道路轉(zhuǎn)向半徑是最大的。 通過(guò) 給定數(shù)值進(jìn)行分析有，當(dāng)轉(zhuǎn)向半徑一定時(shí)，車輪轉(zhuǎn)向角在增大的過(guò)程中，車輪的轉(zhuǎn)向半徑在轉(zhuǎn)向角度較小時(shí)接近車輛轉(zhuǎn)向中心的轉(zhuǎn)向半徑，隨著車輛轉(zhuǎn)向角的增大當(dāng)接近車輛轉(zhuǎn)向角最大值時(shí)，也較接近轉(zhuǎn)向中心的轉(zhuǎn)向半徑。 結(jié)合上述分析取當(dāng)轉(zhuǎn)向角為 0 度是的計(jì)算出的車輪轉(zhuǎn)向半徑為輸入角和輸入半徑矩陣。 40 35 30 25 20 15 10 5100 110 120 130 140 150 160 0 .9 170 0 5 10 15 20 25 30 35 40180 190 200 210 220 230 240 0 .9 250 260 ??? ? ? ? ? ? ? ? ????? ??? ??????lflfR 由于車輪的轉(zhuǎn)向角不同會(huì)對(duì)應(yīng)其轉(zhuǎn)向半徑也不同，當(dāng)輸入轉(zhuǎn)角時(shí)則為車輛轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向角有一定的階躍輸入時(shí)，分析如下情況。 車輛以斜行通過(guò)彎道 為了 適應(yīng)計(jì)算， 忽略轉(zhuǎn)向時(shí)轉(zhuǎn)向中心的偏移，既是當(dāng)轉(zhuǎn)向中心與分析車輪轉(zhuǎn)向中心重合， 先將其 左前輪 的 轉(zhuǎn)向 角度 ?lf 和轉(zhuǎn)向半徑 lfR 定義為輸入角，相應(yīng)的28 其他轉(zhuǎn)角均為受到輸入轉(zhuǎn)角影響的角，并將其等分成若干份，得出相應(yīng)的其他轉(zhuǎn)角和相應(yīng)的轉(zhuǎn)向半徑 ， 并結(jié)合各轉(zhuǎn)向車輪的附著力和所能提供的轉(zhuǎn)矩進(jìn)行分析。 由上述求輸入半徑的分析，得到應(yīng)該分析在正角范圍以內(nèi)的，若是遇到負(fù)角則是 方向相反同理，并由對(duì)稱性可得 。首先，分析在轉(zhuǎn)向半徑一定的情況下尋找最佳的轉(zhuǎn)向角。 由于車輛在道路上行駛道路的轉(zhuǎn)向半徑是設(shè)定的，所以給定一個(gè) 輸入轉(zhuǎn)向半徑找 出 最佳轉(zhuǎn)向角 ，由上述整理 、 式有如下結(jié)論 [28]。 當(dāng)各轉(zhuǎn)角都相等時(shí)，車輛就會(huì)沿著斜線方向行駛， 此時(shí) 有車輪轉(zhuǎn)向角與車輛轉(zhuǎn)向 中心的轉(zhuǎn)向角 同時(shí)， 為車輛斜行通過(guò)彎道。 車輛的后輪與前輪按同一軌跡轉(zhuǎn)向時(shí) 先將前面給定的車輛車輪轉(zhuǎn)向角 范圍 和車輛轉(zhuǎn)向半徑 范圍矩陣，得到此時(shí)是車輛的最小半徑時(shí) 。 符合阿克曼原理轉(zhuǎn)向公式，則為車輛轉(zhuǎn)向時(shí)的最小轉(zhuǎn)向半徑公式 [29]。 當(dāng)轉(zhuǎn)向角同時(shí)都取最大值時(shí)車輛的轉(zhuǎn)向半徑計(jì)算，得出當(dāng) 轉(zhuǎn)向中心在有 車輪中心延長(zhǎng)線上時(shí)轉(zhuǎn)向半徑最小。 對(duì)于左前輪有 ，則對(duì)于車輛轉(zhuǎn)向半徑有 ， 這明顯的比 傳統(tǒng) 車輛轉(zhuǎn)向時(shí)的最小轉(zhuǎn)向半徑。 29 第 4 章 總結(jié)與展望 本論文通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)向中不同位置的假設(shè)，推導(dǎo)出個(gè)轉(zhuǎn)向輪在不同情況下，均符合阿克曼原理的公式，并且通過(guò)數(shù)值分析，得出了結(jié)合路面附著力和車輛轉(zhuǎn)向中心在一定的轉(zhuǎn)向角范圍以內(nèi)，各轉(zhuǎn)向輪之間應(yīng)該具備的最佳轉(zhuǎn)向角和轉(zhuǎn)向半徑的公式。 通過(guò)軟件對(duì)上述公式進(jìn)行分析找出對(duì)應(yīng)的車輛轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角所應(yīng)有一個(gè)最佳適應(yīng)的轉(zhuǎn)向半徑。這有利于自動(dòng)駕駛車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向角與轉(zhuǎn)向半徑的選擇，通過(guò)上述公式可以選擇出對(duì)應(yīng)的最佳對(duì)應(yīng)關(guān)系。 結(jié)合我們預(yù)期的目標(biāo)，這對(duì)我們?cè)谌粘Ｉ钪械鸟{駛習(xí)慣有一定的警示性，同時(shí)這也會(huì)給我們車輛在設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向時(shí)的提供依據(jù)。 30 參考文獻(xiàn) [1] 楊福廣 .4WID4WIS 電動(dòng)車輛防滑與橫擺穩(wěn)定性控制研究 [D].山東大學(xué) ,20xx. 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