毕业设计（论文）文献综述-基于虚拟样机技术的汽车四轮转向仿真研究.doc

本科生毕业设计(论文)文献综述设计 (论文)题目基于虚拟样机技术的汽车四轮转向仿真研究作者所在系别机电工程学院作者所在专业车辆工程作者所在班级B13142作 者 姓 名作 者 学 号指导教师姓名指导教师职称副教授完 成 时 间2017年2月北华航天工业学院教务处制说 明1根据学校毕业设计(论文)工作暂行规定，学生必须撰写毕业设计(论文)文献综述。文献综述作为毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。2文献综述应在指导教师指导下，由学生在毕业设计(论文)工作前期内完成，由指导教师签署意见并经所在专业教研室审查。3文献综述各项内容要实事求是，文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词，须注出全称。4学生撰写文献综述，阅读的主要参考文献应在10篇以上（土建类专业文献篇数可酌减），其中外文资料应占一定比例。本学科的基础和专业课教材一般不应列为参考资料。5文献综述的撰写格式按毕业设计(论文)撰写规范的要求，字数在2000字左右。文献综述应与开题报告同时提交。基于虚拟样机技术的汽车四轮转向仿真研究文献综述摘要：随着当今社会的发展、技术的进步，道路安全得到了人们更高的重视，为了保证行车安全，汽车的操纵稳定性也受到了重视。四轮转向技术能提高汽车行驶稳定性，可以提高汽车的循迹能力。原来的研究方法会花费大量成本，由于计算机技术的发展，使用基于虚拟样机的仿真研究，能够减少实验成本。关键字：四轮转向；虚拟样机；仿真 Based on the virtual prototype technology of the automobile four-wheelsteering simulation research literature review Abstract: With the development of todays society, the progress of technology, road safety received more attention, in order to ensure driving safety, the car steering stability has also been seriously. Four-wheel steering technology can improve the car stability, and can improve the tracking ability of the car. The original research methods will spend a lot of cost, due to the development of computer technology, the use of simulation based on virtual prototype, can reduce the experiment cost. Key words: Four-wheel steering；virtual prototype；Simulation1、 汽车四轮转向仿真研究的科学意义和应用前景随着现代汽车技术的发展，汽车的行驶速度越来越快。交通安全问题成为日益严重的问题。在发生事故时，原来的被动安全措施不起作用，随之产生了汽车主动安全的研究设计。汽车四轮转向(4WS,4Wheel Steering)技术在这种情况下产生。原来的研究方法会花费大量成本，由于计算机技术的发展，产生了能节约很多的虚拟样机的仿真研究。二、汽车4WS的国内外研究概况1、汽车4WS的国外研究状况20世纪初到20世纪八十年代。当时的人们想要设想获得较小的车辆转弯半径，应用车辆主要是工程车和军用车，采用前后轮同时反向转向，来提高车辆机动性。1907年，4WS系统的第一个专利产生于日本。该结构是将前后轮转向系统通过一根轴连接起来。该结构早期应用在大型车辆上。20世界八九十年代。车辆动力学研究的深入，人们认识到4WS系统能提高汽车高速行驶的操纵稳定性，世界各大公司开始对4WS技术进行研发，日本是其中的典型代表，1985年，NISSAN公司的HICAS系统首次应用在乘用车上。随后HICAS系统进行了更新换代，产生了HICAS2和Super HICAS等产品，这些系统提高了汽车高速转向操纵稳定性。1987年，Mazda公司的车速感应型4WS系统（Takiguchi T.et al.1986）应用于轿车上。90年代末至今。随着电控技术的发展，近年来欧美日等国家对智能交通系统，智能车辆公路系统等特大项目越来越重视。科研人员不再从单一的开环系统考虑，而是从人-车-路闭环系统全面综合地分析研究汽车主动底盘控制系统。，有效改善了整车的综合性能。Delphi公司和GM公司联合研发的电动式4WS系统（QUADRASTEER）最具代表性。该系统装备于GM公司量产的车辆GMC 2002 Sierra Denali轻卡上，极大改善了低速的机动性。2、汽车4WS的国内研究状况上海交通大学的喻凡8教授采用了PID控制和非线性的滑模控制理论，结合了直接横摆力矩，对汽车模型进行了集成控制。吉林大学的郭孔辉院士对轮胎模型进行了深入的研究，提出了统一轮胎模型。武汉理工大学的钟绍华10教授通过建立二自由度的4WS模型，分析其对定性的影响。四轮转向(4WS)作为改善汽车操纵稳定性能最有效的一种主动底盘控制技术，通过对汽车转向系统的直接作用，有效地改善了汽车的转向操纵性能和行驶安全性能。车辆稳定性控制系统(VSC)从提高汽车行驶稳定性的控制目标出发，通过调节作用在车轮上纵向力的大小，在车体上产生一个横摆力偶矩，从而纠正汽车的行驶姿态，改善汽车的转向特性，使汽车在各种路面和各种行驶工况下都获得良好的行驶稳定性。三、4WS技术的发展趋势和前景四轮转向技术(4WS,4 Wheel Steering)，其主要目的是增强轿车在高速行驶或在侧向风力作用下的操纵稳定性，改善低速时的操纵轻便性，在轿车高速行驶时便于由一个车道向另一个 车道的移动调整，以减少调头时的转弯半径。上世纪80年代的本田Prelude轿车、马自达602轿车及GMBlazerXT-1概念车都曾应用了四轮转向技术 。根据现时车速的不同，系 统转向后轴具有三种转向动作：异相、中相和同相。低速行驶时，后轮转弯方向与前轮相反，这就是异相。中速行驶时，后轮笔直而保持中相。高速行驶时，后轮处 于正相，和前轮转弯方向相同。在低速行驶时，异相拖曳操纵，尾部跟随车辆的真实轨迹，比两轮转向更紧密。这使得在城市交通中的驾驶更容易。低速操纵时，如 倒车上船板或野营带拖车停车时，Quadrasteer将使操纵更容易。倒拖车时。负相极大地改进拖车对转向动作的反应，更容易使车辆就位。 从20世纪80年代末期到今天，日本汽车制造商一直延续着独立采用四轮转向的传统。但四轮转向受到了电子稳定控制系统和横向偏摆控制系统的威胁，这两种装置都能够使四轮转向系统一样纠正转向不足/转向过度，而不会导致成本和重量增加过多不利影响。日产Skyline GT-R仍在向世人证明四轮转向是具有价值的挑战性驾控特性。通过电脑辅助，日产的超级HICAS系统启用了严密控制的直排轮刹车，这种形式可以被任何一种替代手段予以贯彻。当您面临弯角的挑战时，后轮将首先逆向转向，以便提升初始转向响应的敏锐度。然后，当传感器感应到汽车回应转向操控时，后轮将在与前轮相同的方向转向，从而立刻导入后胎的滑动响应，这种响应可有助于调整攻弯的角度。由于电脑在监控着整个过程，转向过度量将一直得到抑制。所以现在除了一些大型卡车和赛车使用外，乘用车几乎都没有使用，四轮转向技术极大地提升了大型车辆的操纵性、稳定性、安全性及舒适性，是一项与防抱制动系统ABS、牵引力控制系统TCS相媲美的具有划时代意义的汽车技术革命，改变了大型车辆的未来，并可望于未来的5年内成为大型车辆最受欢迎的选装件之一四、总结 当今社会，道路交通设施不断完善，汽车的新技术也不断涌现。汽车的保有量也越多，如何提高汽车行驶时的安全性显得尤为重要，被动安全已经不能满足人们的要求，主动安全得到了人们越来越高的重视。四轮转向技术是一种能有效提高汽车行驶稳定性的技术，它可以使车辆低速时改善其机动性，它可以使车辆在高速时改善稳定性。 五、参考文献 1殷国栋,陈南.四轮转向控制技术的理论及应用研究J.山东交通学院报.2008,6(2) :10-13 2郭孔辉.汽车操纵动力学.吉林科学技术出版社，1991.3王洪礼,张峰,乔宇.汽车四轮转向系统的非线性控J.机械强度,2003,25(2):130-133.4Kanai K.Design of Adaptive-Type Yaw Rate Lateral Acceleration and D-Controllers for 4-Wheel Steering Car.SICE.1998.24(4):426-4285Vikas A.Willumit H.P.Use of Fuzzy-Control Concepts in Four-Wheel-Steering Vehicles.Proceedings of XXV FISITA Congress.1994.SAE Paper 9450376焦峰,陈南,秦绪柏.四轮转向汽车操纵动力学虚拟仿真分析J,汽车工程,2004,(1):5-87崔胜民,李满天.基于神经网络的四轮转向车辆控制眼就J.哈尔滨工业大学学报,2002,34(3)8王辉,喻凡.基于Matalab的四轮转向车辆操纵稳定性仿真研究.系统仿真学报.第