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商用车多桥转向装置设计及系统动力学分析
| 论文题名： | 商用车多桥转向装置设计及系统动力学分析 |
| 关键词： | 商用车;多桥转向装置;系统动力学;最优控制;联合仿真 |
| 摘要： | 多桥转向技术在多轴车辆上的应用可大大提高车辆机动灵活性和操纵稳定性。本文以某四轴重型商用车为研究对象，该车一桥采用液压助力转向系统且由方向盘控制，二、三、四桥增设电控液压转向系统且由多桥转向控制器控制，从而实现整车多桥转向。具体研究内容和结论如下： （1）分析了多桥转向车辆工作原理，并对转向梯形机构进行了优化设计，优化后各车轮转角与理想转向关系基本吻合。然后建立了四轴车辆的线性2DOF数学模型，并基于四轮转向经典控制方法，对四轴车辆多桥转向方法进行了初步设计，对车辆的响应特性进行了简单分析。 （2）在TruckSim中建立了整车动力学模型，并在线性领域与2DOF模型进行对比分析，证明了模型建立的正确性。然后以 TruckSim车辆模型为控制对象，提出了一种比例前馈加最优反馈的多桥转向控制算法，分别在低速和高速工况下进行了联合仿真。结果表明相同工况下，最优控制下的多桥转向车辆相对于传统双前桥转向车辆，低速转弯半径能够减小44%、轮胎磨损情况得到有效改善，高速时能够提升车辆的操纵稳定性。 （3）确定了采用对中缸的电控液压转向系统的布置方案，并对其液压系统工作原理进行了设计，对系统中涉及到的关键参数进行了初步计算；建立了液压系统的数学模型，对其进行稳定性分析，结果表明系统稳定裕度较大；最后基于 AMESim软件搭建电控液压多桥转向系统模型并进行参数化仿真分析，分析结果表明，所设计的电控液压转向系统合理可行。 （4）基于“TruckSim-Simulink-AMESim”联合仿真环境，对采用电控液压转向系统的车辆在不同工况下进行对比分析，结果表明电控液压转向系统对车辆动态特性的影响较小，仍在可控范围之内。然后对影响车辆操纵稳定性的若干因素进行了分析，为后续设计鲁棒性更优的控制算法提供了理论指导和实际参考。 |
| 作者： | 喻超 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 王保华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖北汽车工业学院 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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