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多轴转向载货车转向系基于最小半径的优化

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  • 发布时间:2012-06-02
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多轴转向载货车转向系基于最须径的优化多轴转向载货车转向系基于最须径的优化
石永林 胡于进 李成刚
( 华中科技大学机械学院 湖北武汉 4 3 0 0 7 4 )
摘 要: 建立了五轴汽牟( 1 0 X8 ) 自由度模型, 研究了多轴转向系统中各轮偏转角之间的关系片转向半
径和稳态响应的影响, 得出了五轴汽车转向半径的-般表达式, 并甘某型多 轴车进行了基于录小转向半径的
转角比例关系的优化
关键词: 多轴转向系统 模型 优化 半径
中图分类号: U4 6 3 . 4 . 0 2 文献标识码: A 文章编号: 1 0 0 4 - 0 2 2 6 1 2 0 0 3 1 0 4 - 0 0 1 4 - 0 4
O p t i mi z a t i o n B a s e d o n Mi n i ma l - r a d i u s f o r
Mu l t i - a x i s V e h i c l e s S t e e r i n g S y s t e m
S HI Y o n g - t i n e t a l
A b s t r a c t I n t h i s p a p e r , a t w o - f r e e d o m mo d e l o f o f f r e a d c a ri o n i s b u i l d u p f o r d i s c u s s i n g t h a t h o w d i f -
f e r e n r s t e e r i n g a n g l e o f d i f f e r e n t w h e e l s a f f e c t v e h i c l e s t u r n i n g r a d i u s a n d s t a b i l i t y o f s t e e r i n g s y s t e m. A c o n ,
m m c x p r e s s i o n o f f i v e - a x i s v e h i c l e s t u r n i n g r a d i u s i s g i v e n a n d a n o p t i m i z a t i o n f o r a mu l t i - a x i s o f f - r o a d c a r i o n
i s d o n e .
K e y w a r d s mu l t i - a x i s s t e e r i n g s y s t e m; m o d e l : o p t i m i z a t i o n ; r a d i u s
1 概述
多轴载重越野车在国防建设和国民经济建设中
发挥着不可替代的作用。但是由于其车身大, 转向
比小型车要困难的多, 在复杂弯道上的通过性能受
到限制。因此, 现在的多轴车大多采用了四轮机构
或多组转向机构来改进转向性能。这些机构中的前
后轮( 组) 机构的转角关系对转向性能的影响是举足
轻重的。
目 前对前后轮( 组) 转向系统中前后轮( 组) 转角
的关系作了较多研究的有下面I种多轴转向系统:
前后轮( 组) 偏转角的关系是恒定常数比例的系统、
前后轮〔 组) 转角的关系是前轮( 组) 的偏转角的函数
的系统、 前后轮( 组) 转角的关系是车速的函数的系
统、 具有-阶滞后的前后轮( 组) 转角关系的系统、 具
有反相特性的系统、 具有最优控制的特性的系统和
具有自适应特性的控制系统 不同的控制出发点和
目的不-样, 系统的复杂程度、 可靠性、 适用性也不
-样。前后轮( 组) 偏转角的关系是恒定常数的系统
的优点是可使汽车的转向半径减小, 侧向加速度响
应时间减小, 但是横摆角增益也会大幅度减校偏
转角关系是前轮( 组) 转角的函数的系统在高速情况
和小转角情况下会降低系统的操纵稳定性。转角关
系是车速的函数的系统着眼于使侧向加速度相位滞
后与横摆角速度相位滞后等, 能把侧向加速度保持
在 -个良 好的 范围 [ [ 本文研究的载重越野车主要行驶于中、 低速情
况下, 它的转向是由II H桥组成的四轮转向杆件机
构和由I V I V桥组成的四轮转向杆件机构共同完成。
两组机构之间用液压比例缸连接。从载重越野车自
身特性考虑, 将中间比例油缸设计成使前后两组转
向系统的转角关系是工桥转角的某种函数关系, 是
-个行之有效的方案。
2 五轴载重越野车( 1 0 x8 ) 的运动方程
在考虑下面的因素的前提下, 建立简化的二自
由度模型。
不考虑路面情况, 即假设汽车只有侧向和纵向
运动, 不考虑俯仰和侧倾运动; 不考虑纵向力和空气
动力作用; 不考虑转弯过程中, 车轮由于载荷分布变
收稿日期: 2 0 0 3 - 0 3 - 1 2

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