四轮转向梯形机构优化设计及目标函数选取.pdf

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1、10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.14.027四轮转向梯形机构优化设计及目标函数选取段亚斌，董皓，张君安（西安工业大学机电工程学院，陕西西安710021）摘要：针对智能车的转向梯形机构，对其空间结构及一些参数进行了合理的简化。提出了新的优化目标函数，利用MATLAB优化工具箱，采用遗传算法，调用Ga模块对转向梯形的目标函数进行最优化设计，并与常见的目标函数进行对比分析，找出瞬时回转中心变化的基本规律。结果表明：当转向轮转向角在较小范围内变化时，转向瞬心基本上在一条直线上波动，与Akermann原理特征相符；在大转向角范围内，瞬时回转中心偏离

2、这条线越来越远，基本不符合Akermann原理。为转向梯形机构优化设计提供了更精确的方法。关键词：四轮转向；梯形机构；优化设计；目标函数中图分类号：S463.2文献标志码：A文章编号：1671-7988(2017)14-79-04OptimumdesignoffourwheelsteeringtrapeziumandselectionofobjectivefunctionDuanYabin,DongHao,ZhangJun’an(Schoolofmechanicalandelectricalengineering,Xi'anTechnologicalUniversit

3、y,ShaanxiXi'an710021)Abstract:Aimingatthesteeringtrapeziummechanismofintelligentvehicle,thespacestructureandsomeparametersaresimplifiedreasonably.Theoptimizationobjectivefunctionisproposed,byusingtheMATLABoptimizationtoolbox,usinggeneticalgorithm,calledGamoduleoptimizationdesignfortheob

4、jectivefunctionofsteeringtrapezoid,andcomparedwiththecommonobjectivefunction,findoutthebasiclawsofthechangeofinstantaneouscenterofrotation.Theresultsshowthatwhenthesteeringangleofthesteeringwheelchangesinasmallrange,thesteeringinstantaneouscenterfluctuatesbasicallyinastraightline,whichi

5、sconsistentwiththecharacteristicsoftheAkermannprinciple.Intherangeoflargesteeringangle,theinstantaneouscenterofrotationdeviatesfromthislinemoreandmorefarandbasicallydoesnotconformtotheprincipleofAkermann.Itprovidesamoreaccuratemethodfortheoptimaldesignofthesteeringtrapeziummechanism.Key

6、words:Fourwheelsteering;Trapezoidalmechanism;optimaldesign;objectivefunctionCLCNO.:S463.2DocumentCode:AArticleID:1671-7988(2017)14-79-04[1]梯形机构进行优化设计。引言智能车前后轴机构完全对称，分别都有一个转向梯形机构，对车轮进行约束。四个车轮的速度独立可控，互不干涉。本文是基于自主研发的四轮独立驱动智能车，对其转向相对于两轮转向的车来说，它的转向运动形式更多，可以实作者简介：段亚斌(1991-)，男，硕士研究生，就读于西安工业大现四

7、轮转向，斜向运动以及原地转向等。学机电工程学院。主要研究方向为转向系统。董皓(1985-)，男，智能车的结构简图如图1所示，包括四个轮胎、两组设博士研究生，讲师，就职于西安工业大学机电工程学院。研究方向计的转向梯形机构、高强度车架。为机械设计和机械传动。经费资助：西安工业大学科研创新团队建对转向梯形机构进行优化设计时，大多学者都是以外转设计划资助，中国博士后基金资助项目（2016M602937XB）。2017年第14期段亚斌等：四轮转向梯形机构优化设计及目标函数选取80向轮转角理论值与实际值差值作为目标函数。其中，文献文标函数，根据各种约束条件得到最