基于奥迪Q5的四轮转向系设计及运动仿真（含ProE和CATIA三维图）

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1、基于奥迪Q5的四轮转向系设计及运动仿真摘要四轮转向系统利用行驶中的某些信息来控制后轮的转角输入，主要目的是增强汽车高速行驶时的操纵稳定性，提高汽车低速行驶时的操纵灵活性。文中介绍了四种类型的四轮转向系统，为控制前后轮的协调偏转，提供了七种控制策略。根据已有的研究，设计了一种电控电动式的四轮转向系统，对其主要结构进行了介绍。基于奥迪Q5的基本参数，设计了齿轮齿条式的前轮转向机构和后轮转向机构。基于阿克曼转向原理，运用Matlab优化工具箱对所设计的转向梯形机构进行尺寸优化。本文建立了线型二自由度四轮转向汽车模型

2、，推导出其运动微分方程。基于前后转角比例转向的控制策略，借助Matlab/Simulink对四轮转向和前轮转向汽车进行了运动仿真。关键词：四轮转向；转向系设计；转向梯形优化；运动仿真-24-DesignandSimulationofFour-WheelSteeringSystemBasedOnAudiQ5AbstractThefour-wheelsteeringsystemutilizessomeinformationfromthevehicletocontroltherotationangleofthere

3、arwheel,inordertoenhancethecarhandlingstabilityathighspeed,andimprovethecontrolflexibilityatlowspeed.Fourtypesoffour-wheelsteeringsystemareintroducedrespectivelyinthispaper,.Toachievecoordinateddeflectionofthefrontandrearwheels,sevenkindsofcontrolstrategies

4、arerecommended.Accordingtotheexistingresearch,afour-wheelsteeringsystemwithelectric-controlandelectric-powerisdesigned,anditsmainstructureisdescribed.BasedonAudiQ5,therack-and-pinionsteeringmechanismofthefrontandrearaxlesaredesignedrespectively.Thesizeofste

5、eringtrapezoidalmechanismisoptimizedbyusingtheMatlaboptimizationtoolboxbuiltonAckermanprinciple.The2DOFlinearfour-wheelsteeringvehiclemodelispresentedandthemovementdifferentialequationisdeducedinthispaper.Themovementoffour-wheelsteeringandfrontwheelsteering

6、vehiclearesimulatedwiththehelpofMatlab/Simulinkbasedonthecontrolstrategyofproportionableanglesoffrontandrearwheels.KeyWords：Four-wheelsteering,Steeringsystemdesign,Optimizationofsteeringtrapezoid,Motionsimulation-24-目录摘要IAbstractII第1章绪论11.1本课题研究的目的和意义11.1.1

7、四轮转向技术原理简介11.1.2研究的目的和意义11.2国内外研究现状概述21.2.1国外研究现状21.2.2国内研究现状41.3本文主要研究内容4第2章转向系统的整体设计62.1四轮转向系统的类型62.2四轮转向系统的控制类型72.3整车布置的设计82.4本章小结9第3章转向器的设计103.1设计目标车辆主要参数103.2前轮转向器的设计103.2.1转向系计算载荷的确定103.2.2齿轮齿条式转向器的设计113.2.3间隙调整机构的设计143.3后轮转向机构的设计153.3.1齿轮齿条式转向器的设计153

8、.3.2直流电动机的选择163.3.3减速器的设计173.3.4联轴器的选择223.3.5传感器的选择223.4装配图的绘制243.5本章小结25第4章转向梯形的优化设计26-24-4.1转向梯形机构方案选择264.2转向梯形机构的优化设计274.2.1建立转向梯形的数学模型274.2.2优化转向梯形的数学模型294.3转向传动机构强度计算324.3.1球头销的设计324.3.2转向横拉杆的设计32