下载后可任意编辑四轮转向汽车操纵动力学虚拟仿真分析姓名 XX江苏大学京江学院 车辆工程 2 班 学号 XX［摘要］ 从机械动力学仿真的角度，讨论 4WS 汽车的瞬态和稳态操纵动力学特性。运用虚拟样机技术，给出 4ws 车辆在适当前轮转角及不同的大小、比值、方向以及转向时间差等后轮转角的条件下，车辆的瞬态和稳态动力学性能的表现。关键词：4 轮转向，操纵稳定性，机构动力学，虚拟仿真1 前言汽车四轮转向（4WS）技术是改善汽车操纵稳定性的主要手段之一，也是汽车主动底盘技术的重要组成部分。运用 4WS 技术，可以有效地减小低速行驶时汽车的转弯半径，使汽车在低速行驶时更加灵活。同时，该技术还可以大大地改善汽车在高速行驶时横摆角速度和侧向加速度等瞬态响应指标，提高高速行驶时的操纵稳定性。 在 4WS 汽车的讨论方面，大量的是关于后轮参加转向而带来的车辆响应变化以及采纳各种转向控制策略而产生的车辆响应的差异。早期的后轮转向控制方法主要有以下几种：后轮与前轮逆向的转角比例控制方式；后轮与前轮同向的转角比例控制方式；后轮延时控制和前轮相位提前控制方式；后轮位相反转控制方式；前轮转角比例（后轮位相反转控制）P 横摆角速度比例控制方式［1］。近期的讨论主要集中于利用现代控制理论进行 4WS控制，如模型参考控制，或 QR／Q!多目标优化控制等［2-4］。在上述讨论中，人们主要是从控制器设计的角度讨论 4WS 车辆的。所利用是刚体多自由度系统模型，基本不考虑车辆转向系统的机构动力学特征。建立车辆多自由度简化数学模型是从理论上讨论 4WS 车辆动力学特性的最基本也是极为有效的方法。从控制算法改进出发的 4WS 的讨论大部分使用包含横摆角速度和侧向加速度的经典的 2 自由度所谓“自行车”模型；进一步的考虑有包括车辆侧倾的 3 自由度模型；更认真地有 7 自由度、16 自由度甚至更多自由度的线性或非线性车辆动力学模。理论和试验都已经说明［4,5］，在低加速度和小的转向角的情况下，这些模型能以较好的精度表征车辆转向的实际物理过程，基于它们设计的控制器能够正常工作。特别要指出的是：目前有用控制器设计所用的车辆动力学模型仍是前面最简单的 2、3 自由度模型；相对更复杂的多自由度车辆动力学模型，虽然理论上更加完善，但由于模型过于繁琐，需解决的问题未必能在实际的车辆系统中实现，并可能提高使用成本，在实际控制器设计时反而较少使用。由上可见，对于汽车这样结构复...
