基于车轮纯滚动的多轴汽车动态全轮转向转角分析及控制
重型汽车的吨位大，车体长，整车车轴一般在三轴以上，低速转向行驶时转向半径大，灵活性差；高速转向行驶时稳定性差，易产生甩尾等现象；转向过程中轮胎滑移较多，轮胎磨损严重。为了避免重型汽车在转向时产生路面对汽车的附加阻力和轮胎过快磨损，要求转向系统能够保证汽车转向行驶时所有车轮均作纯滚动，而不产生滑动。本文针对多轴车辆转向时存在的问题，推导出不同转向车轮之间的转角关系，设计研究了某五轴全轮动态转向车辆的电控液压转向系统。具体研究工作如下： （1）基于车轮纯滚动条件进行了多轴汽车全轮动态转向转角分析，建立了多轴车辆全轮转向几何模型。针对多轴车辆全轮转向时的几种转向模式，在一定的多轴转向控制策略下，推导出不同转向车轮之间的转角关系，保证了所有车轮都满足动态转向时的纯滚动条件。依据理论推导结果，在MATLAB中对多轴汽车动态转向过程进行了可视化仿真，仿真结果表明，所有车轮的瞬时转向中心交于一点，证明了所推导的多轴车辆全轮转向转角公式的正确性。 （2）多轴车辆电控液压全轮转向系统的机械结构及液压系统设计。对某五轴全轮动态转向车辆的转向机械机构进行设计，使车轮在液压缸的推动作用下能够独立转向；分析转向时液压系统的工作原理，进行液压系统布置；计算并推导系统相关的参数；分析车轮转角与液压缸活塞杆长度变化量之间的关系。 （3）多轴车辆电控液压全轮转向系统的电子系统设计。基于CAN总线进行电液转向电子系统通讯网络设计；依据飞思卡尔MC9S12XD128单片机，给出电控液压全轮转向系统相关的硬件电路部分的设计及软件流程图。 （4）为实现电控液压转向系统转向功能，建立转向执行机构的数学模型。依据传递函数，在MATLAB/Simulink中建立电液转向系统执行机构阀控缸系统的仿真模型，用增量式PID控制进入比例放大器的电压信号，对阀控非对称液压缸进行仿真分析。仿真结果表明，电液转向执行系统在稳定性，准确性和快速性上都能达到较满意的结果。
多轴汽车;动态全轮转向;转角分析;车轮纯滚动;控制策略
山东理工大学
硕士
车辆工程
柴山;王凤生
2013
中文
U463.42
76
2013-09-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）