基于多刚体动力学的主动转向系统建模与仿真.pdf

《基于多刚体动力学的主动转向系统建模与仿真.pdf》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、第l期机械设计与制造2012年1月MachineryDesign&Manufacture179文章编号：1001—3997(2012)01—0179—03基于多刚体动力学的主动转向系统建模与仿真冯樱郭一呜王保华(湖北汽车工业学院汽车工程系，十堰442002)Modelingandsimulationofactivefrontseeringsystembasedonmulti-bodydynamicsFENGYing，GUOYi-ming，WANGBao-hua(Dept．ofAutomotiveEngineering，HubeiUniversityofAutomotiveTe

2、chnology，Shiyan442002，China)；【摘要】首先对前轮主动转向系统结构形式进行分析和简化，确定了双行星齿轮机构的拓扑关；}系；其次，基于多体动力学仿真软件ADAMS完成了主动转向系统建模和运动学仿真，并建立带主动转{}向子系统的整车模型；接着，讨论了转向系变传动比控制原理，研究了传动比随车速和转角变化的关2系；最后，对传统转向汽车和实施主动转向汽车的操纵稳定性进行了对比分析。结果表明，主动转向系{~-．q-提高汽车的操纵稳定性。所建立的主动转向系统多刚体模型为深入研究主动转向控制提供了依；据。《关键词：主动转向；多刚体动力学；建模与仿真；变转向传动比；}

3、【Abstract】hfirstanalyzes0simplifedmodelofthesteeringsystembasedonstructureofthe一{tirefrontsteering(AFS)system，anddefinesthetopologyofdoubleplanetarygearmechanism．Secondly，k；》dynamicsmodelingandkinematicsimulationofAFSarereal~edbasedonADAMS，andthenamulti—bod，，2dynamicsmodelofactivefrontsteer

4、ingvehicleisbuilt．Thirdly，thecontrolprincipleofidealvariablesteer一{，ingratioisdiscussedandtherelationshipofsteeringratiowiththechangeofvehiclevelocityandsteering2’angleofsteeringwheelisobtained．Finally，thehandingstabilitiesoftraditionalsteeringvehicleandactive{frontsteeringarecompared．Thesi

5、mulationresultsshowthattheactivefrontsteeringsystemcanimprove2，evehiclestability．Andthemulti-bodydynamicsmodelbuiltprovidessomereferencesforedeepre一《searchofactivefrontsteeringsystemcontrolling．1Keywords：Activefrontsteering；Multi-bodydynamics；Modelingandsimulation；Variablesteer-《'ingratio：中

6、图分类号：TH16，U461．46文献标识码：A行星齿轮机构是主动转向系统的核心部件，如图1所示。这套机1引言构包括的共用一个行星架5的上、下两排行星齿轮。与转向盘相随着技术的发展，现代汽车转向系统经历了液压伺服转向、连的输入太阳轮1将转向盘上输入的转向角经由行星架5传递电子伺服转向、电动助力转向(EPS)，开始向主动转向(AFS)和线给下排的行星齿轮6，下排的太阳轮与输出轴7相连。由于上排控转向(SBW)发展。主动转向和线控转向技术能实现变转向传动的行星齿轮副具有两个转向输入自由度，一个是太阳轮传递的转比控制，可同时满足转向系统在低速时的灵活性与高速时的稳定向盘转角，另一个

7、是由伺服电机通过一个自锁式蜗轮蜗杆驱动的性要求。机械式主动转向系统通过双行星齿轮机构实现附加转齿圈3输入，因此，输出的转向角度是由转向盘转向角度与伺服向，当控制系统发生故障时，其转向性能仍能由转向盘与车轮间电机驱动的转向角度叠加得到的。的机械连接实现；且完整的机械转向结构能获得真实的路感。因此，成为当前转向系统发展的一个重要方向l1l。首先基于多刚体动力学软件ADAMS建立了含双行星齿轮机构的转向系统模型，在ADAMS／View中对系统进行了运动学仿f真；接着，在ADAMS／Car建立整车模型，对前轮主