四輪轉(zhuǎn)向汽車操縱動力學虛擬仿真分析-在線瀏覽
2024-08-05 05:25本頁面
【正文】 改進出發(fā)的4WS的研究大部分使用包含橫擺角速度和側(cè)向加速度的經(jīng)典的2自由度所謂“自行車”模型；進一步的考慮有包括車輛側(cè)傾的3自由度模型；更仔細地有7自由度、16自由度甚至更多自由度的線性或非線性車輛動力學模。特別要指出的是：目前實用控制器設(shè)計所用的車輛動力學模型仍是前面最簡單的3自由度模型；相對更復雜的多自由度車輛動力學模型，雖然理論上更加完善，但由于模型過于繁瑣，需解決的問題未必能在實際的車輛系統(tǒng)中實現(xiàn)，并可能提高使用成本，在實際控制器設(shè)計時反而較少使用。同時，采用多剛體系統(tǒng)方法進行空間機構(gòu)的運動分析，進而可能進行車輛底盤機構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計，并為車輛控制的執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計提供一些基本數(shù)據(jù)。然而，國內(nèi)外目前車輛虛擬樣機技術(shù)的研究大量的集中于普通前輪轉(zhuǎn)向車輛的［7］。作者針對4WS車輛系統(tǒng)進行虛擬建模和動態(tài)仿真分析的探索研究。為此，利用ADAMS軟件，建立4WS轎車系統(tǒng)的底盤懸架和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的機構(gòu)動力學虛擬樣機模型，可以可視化地定量研究不同的4WS底盤系統(tǒng)的定位參數(shù)下，有適當前輪轉(zhuǎn)角及不同的大小、比值、方向以及轉(zhuǎn)向時間差等后輪轉(zhuǎn)角時的車輛的瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)動力學性能。ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical System) 在車輛虛擬樣機技術(shù)中應用比較廣泛，特別是利用ADAMS/CAR模塊在對前輪轉(zhuǎn)向車輛的可視化仿真應用方面是比較方便的。應用它可以方便地建立參數(shù)化的實體模型，并采用多剛體系統(tǒng)動力學原理進行仿真計算。對方程（1）數(shù)值積分，并每步校核是否滿足約束就是解機構(gòu)動力學數(shù)值仿真問題。由于方程（1）的強烈非線性，方程（1）常導致條件數(shù)很大的剛性方程。為此，數(shù)值計算技巧和物理建模的合理性，對于獲得準確的結(jié)果就非常重要了［6，7］。建模過程涉及定義模型中機構(gòu)部件、鉸鏈連接與約束、彈性及阻尼元件，獲得子系統(tǒng)模型的動力學參數(shù)，及定義外界條件如道路模型、空氣阻力等的特性。由于一般商品化軟件的專用模塊，如ADAMS/CAR等，大都針對前輪轉(zhuǎn)向車輛，對于4WS的機構(gòu)動力學建模相對比較困難，需要結(jié)合ADAMS/CAR 模塊和ADAMS/VIEW模塊進行。同時，為實現(xiàn)四輪轉(zhuǎn)向目的，將原參考車型的鋼板彈簧非獨立后懸架改為了帶轉(zhuǎn)向的雙擺臂獨立懸架，由螺旋彈簧、減震器、上控制臂和下控制臂組成，如圖
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