三轴汽车多轮转向技术研究

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1、第!"卷第#期北京理工大学学报8-69!":-9#!$$"年#月%&’()’*+,-()-./0,1,(23()+,+4+0-.%0*5(-6-27;429!$$"4444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444文章编号<=$$=>$?@"A!$$"B$#>$?CD>$"三轴汽车多轮转向技术研究陈思忠E孟祥E杨林E舒进A北京理工大学机械与车辆工程学院E北京=$$$#=B摘要<研究三轴汽车的转向控制方式F通过建立三轴汽车全轮转向二自由度模型E推导三轴汽车全轮转向系统的动力

2、学方程G运用数值仿真方法E研究三轴汽车全轮转向E前H后四轮转向E前轮转向等不同转向方式下的稳态横摆角速度增益E以及相同转向方式下中轴相对于质心的纵向距离对稳态横摆角速度增益的影响F仿真结果表明E三轴汽车全轮转向是最好的选择F关键词<多轮转向G横摆角速度G控制方法G数值仿真中图分类号f5-(2Egd:hi,’(2Ej;:h6,(EecIk,(Ae*5--6-.g0*5’(,*’6’(l805,*46’&d(

3、2,(00&,(2E/0,1,(23()+,+4+0-.%0*5(-6-27E/0,1,(2=$$$#=Eb5,(’B_m[NUYZN<%-)+4l7+50)+00&,(2.-&’+5&00>’n60o05,*60E’+p-.&00l-qq-l06,)4)0l+-l0)*&,r0+50’66>p5006)+00&,(2)*50q0-.+50o05,*609/’)0l-(+50q-l06+50l7(’q,*0s4’+,-()’&0l0o06-t0l9u(+50+5&00*’)0)o,f9<’66>p5006)+00&,(2E.-4&>p5006)+00&,

4、(2’(l.&-(+>p5006)+00&,(2E+50)+0’l7t’&+-.+507’po06-*,+72’,()-.+50o05,*60’&0)0t’&’+067’(’67f0l93(.640(*0-.+506-(2,+4l,(’6l,)+’(*0r0+p00(+50q,ll60’n60’(l+50q’))*0(+0&-(+502’,(),))+4l,0l9e,q46’+,-(&0)46+))5-p0l+5’+’66>p5006)+00&,(2)*50q0,)+50r0)+*5-,*0.-&4)0,(+50+5&00>’n60o05,*609vSw

5、xUy[p5006)+00&,(2G7’po06-*,+7G*-(+&-6)*50q0G),q46’+,-(采用多轮转向技术是提高多轴汽车转向性能的为沿%轴的侧向运动与绕(轴的横摆运动两个自由有效方法}=~F但是E目前基于多轴汽车的多轮转向技度F对应于模型分析中所有的角度运算E均按照小角术研究并不系统F针对这一问题E作者以三轴汽车为度假设F汽车在大多数行驶状况下侧向加速度小于例E对三轴汽车多轮转向模型的理论推导及控制方$J@)E此时轮胎侧偏特性处于线性范围E可以作为法进行研究F线性力学系统讨论}!Ez~F同时不考虑车轮纵向力对轮胎侧偏特性

6、的影响E忽略空气动力的作用E得到三轴!三轴汽车全轮转向二自由度模型汽车全轮转向二自由度模型如图=所示F设"#$#%#为地面坐标系E研究汽车与地面的相图=中<*为汽车质心侧偏角G+为横摆角速度G对运动G固定于汽车的坐标系"&%描述汽车的运动F’为汽车侧向速度G,为汽车前进速度G-./A.0=E!E分析中忽略悬架的作用E汽车只作平行于地面的运zG/为6或1B为各车轮上的侧向力G2./为各转向轮转动E并且沿"轴的前进速度’不变E这样汽车就简化角E2.为各车轴上的等效转向角E即2.0A2.632.&B5!G收稿日期

7、项目Az$$?="#DB作者简介<陈思忠A=D"#{BE男E教授Ed>q’,6<*50()f

8、r,+90l49*(Fmtl北京理工大学学报第&h卷且设Q;*PQ;0PQ;%E;P!D&D6FEF将式E&F]EF的值代入式E!FD并采用状态向量a^PZO_‘D输入向量bP_Y!Y&Y6‘表示的矩阵表达式为LZP_‘LOc&EQ!MQ&MQ6F&EG!Q!SG&Q&SG6Q6Fe&S!JNJNg&&&&EG!Q!SG&Q&SG6Q6F&EG!Q!MG&Q&MG6Q6FdRRKf图!三轴汽车全轮转向二自由度模型cS&Q!S&Q&S&Q6ecY!e"#$%!

9、&’(")**+,--*./--0#1$234-*530/,-6)7#)*)8/