新型諧波齒輪主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)研究.pdf

1、汽車轉(zhuǎn)向是汽車行駛過程中的重要環(huán)節(jié)，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)傳遞的是駕駛員對(duì)汽車的控制意識(shí)，對(duì)汽車行駛的穩(wěn)定性和安全性都有直接的影響。隨著人們對(duì)車輛舒適性要求的提高，以及汽車技術(shù)的不斷發(fā)展，汽車正變得越來越智能化，如何使汽車變的更易操控、更加舒適、更加安全是當(dāng)前及今后發(fā)展的主要方向。本文主要是從改進(jìn)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的性能出發(fā)，提高汽車的操控性以及行駛安全性。通過在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中增加一套諧波齒輪變傳動(dòng)比裝置，輸入額外的轉(zhuǎn)向角度，減小駕駛員經(jīng)方向盤所提供的操縱輸入轉(zhuǎn)角

2、，從而減小駕駛員所作的轉(zhuǎn)向功。與傳統(tǒng)汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相比，本文所設(shè)計(jì)的主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向傳動(dòng)比能夠根據(jù)車速的變化而變化，從而解決了傳統(tǒng)汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由于轉(zhuǎn)向傳動(dòng)比固定所存在的缺點(diǎn)。在汽車低速轉(zhuǎn)向時(shí)，由于助角電機(jī)（提供輔助轉(zhuǎn)角的電動(dòng)機(jī)）的正向作用，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的傳動(dòng)比變的較小，轉(zhuǎn)向變的更加直接，從而提高了汽車低速時(shí)的轉(zhuǎn)向靈活性，改善了汽車低速時(shí)的機(jī)動(dòng)性;在汽車高速轉(zhuǎn)向時(shí)，由于助角電機(jī)的反向作用，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的傳動(dòng)比變的較大，轉(zhuǎn)向變的更間接，減小了汽車高

3、速運(yùn)行時(shí)的不穩(wěn)定性，提高了汽車的行駛安全性。
　　本文從轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)出發(fā)，建立了研究轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的整車二自由度模型，分析了汽車轉(zhuǎn)向時(shí)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)與轉(zhuǎn)向系統(tǒng)傳動(dòng)比的關(guān)系，綜合考慮了相關(guān)的交通法規(guī)和實(shí)際的汽車運(yùn)行工況，從而確定了主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的理想化傳動(dòng)比，推導(dǎo)出了相關(guān)的函數(shù)公式。
　　通過閱讀大量相關(guān)文獻(xiàn)，分析了在主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，幾種不同變傳動(dòng)比機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與工作原理。介紹了奧迪動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，并以此建立了諧波齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)變傳動(dòng)比

4、模型，探討了其變傳動(dòng)比特性、工作原理以及運(yùn)行特點(diǎn)，并對(duì)其進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)分析。
　　從整車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)出發(fā)，建立了轉(zhuǎn)向系統(tǒng)各關(guān)鍵部分的數(shù)學(xué)模型，研究推理了電機(jī)控制、PID控制以及自適應(yīng)模糊PID控制相關(guān)理論。根據(jù)所建數(shù)學(xué)模型，利用仿真軟件MATLAB/Simulink，在相應(yīng)控制策略下對(duì)主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn)行了三種工況下的仿真分析，經(jīng)仿真結(jié)果的對(duì)比，證明了主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制對(duì)汽車性能的改善明顯。為了提高仿真的精確性，運(yùn)用自適應(yīng)模糊PID控制對(duì)主動(dòng)