资源描述：
《整体式转向梯形机构优化设计matlab程序》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、《广西机械》 2002年第4期 整体式转向梯形机构优化设计MATLAB程序黄鹤辉,陈 晨(广西工学院机械工程系,广西柳州 545006)[1]摘要:介绍基于MATLAB优化工具箱的“整体式转向梯形机构”的优化设计计算程序。利用该程序,用户可以交互式输入结构基本参数即可获得优化计算结果,并自动绘制出实际输出角和输出角期望值随输入角的变化曲线,以便用户分析、比较与选择。关键词:汽车转向机构;优化设计;计算程序中图分类号:TB115文献标识码:A文章编号:1004-2148(2002)04-0017-03函数与式(1)的误差达到最小的最优设计方案。该设引言计问
2、题是一个二维4个不等式约束的非线性规则问[3]题,一般用复合形法求解。 设计转向梯形机构的主要任务之一,是确定转向梯形的最佳参数。对于两轴汽车整体式转向梯形 虽然在许多资料中,都可以找到复合形法的计机构,在汽车转向时,若忽略轮胎侧偏的影响,两转算程序框图,但对于非专业从事编程的工程技术人[2]员来说,要用C语言或其它高级程序语言对某一具向前轮轴的延长线应交于后轴延长线上。如图1所示,设A、B分别为外、内转向车轮转角,L为汽车体设计问题编程进行计算,是极为不易的。本文介绍轴矩,K为两主销中心线延长线到地面两交点之间基于MATLAB优化工具箱中的优化计算
3、函数对整的距离,为了保证车辆转弯时所有车轮都处于纯滚体式转向梯形机构进行优化设计计算的程序和方动工作状态,则要求梯形机构应保证内、外转向车轮法。的转角符合如下关系:K2 整体式梯形转向机构的数学模型ctgA-ctgB=(1)L 由式(1),若自变角为A,则因变角B的期望值为-1KBe=f(A)=ctg(ctgA-)(2)L 设梯形臂长为C,梯形底角为H0,则梯形连杆长度=K-2CcosH0,显然它不是一个独立的参数。于是,梯形机构优化设计可取两个设计变量,即x1CX==(3)x2H0 设机构的输入角H1=H0+A,输出角H3=180°-[2]H0+
4、B,如图1所示。根据机构运动参数可知,其输图1 梯形转向机构出角为H-1222 转向梯形机构的设计问题,可以归结为寻求一3=2ctg(A+A+B-C)ö(B+C)(4)个既符合使用要求(即满足约束条件)、又使转角的式中作者简介:黄鹤辉(1947-),男,(壮),广西宜州市人,副教授。收稿日期:2002-06-1117GuangxiMachineryNo14,200222A=2Csin(H1)=2x1sin(x2+A)23K3x(1)3cos(x(2)+alpha(i));B=2KC-2C2cosH2∧1=2Kx1-2x1cos(x2+A)theta3=
5、23acot((A(i)+sqrt(A(i).2+B(5)C=2C2-4C2cos2H∧∧0+4KCcosH0-2KCCcosH1(i).2-C(i).2))öB(i)+C(i)));222=2x1-4x1cosx2+4Kx1cosx2-2Kx1cos(x2+A)beta(i)=x(2)+theta(i)-pi;由此求得因变角B为ifalpha(i)<=piö18%计算目标函数值B=H0+H3-180°(6)f(i)=1153abs(beta(k)-betae(k)); 优化设计的目的,是使所设计的转向梯形给出elseifalpha(i)<=piö18
6、0;f(i)=abs(beta的实际因变角B,尽可能接近理论上的期望值BE。其(k)-betae(k));偏差在最常用的中间位置附近小转角范围内应尽量elsef(i)=0153abs(beta(k)-betae(k));小,而在不常用的最大转角时则适当放宽要求,因此end引入加权因子X(Ai),构成目标函数f(x)为endAmax 然后定义约束条件并调用lsqnonlin函数求优f(x)=X(Ai)2ûB(Ai)-BE(Ai)û(7)Ai=0化解。程序语句如下:TT 式中,x——设计变量,x=[x1,x2]=[C,H0];globalKLthetam
7、axalphaAmax——外转向轮最大转角;K=input‘输入两主销中心线间距((单位mm)1151111110°8、’);即C≤0117K。同时,对于后置式转向机构,其梯形x0(2)=input‘
