基于虛擬樣機技術(shù)的汽車四輪轉(zhuǎn)向仿真研究設(shè)計【LB4】

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理工科類 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 論文(設(shè)計)題目 基于虛擬樣機技術(shù)的汽車四 輪轉(zhuǎn)向仿真研究 作者所在系別 機電工程學(xué)院 作者所在專業(yè) 車輛工程 作者所在班級 B13142 作 者 姓 名 文家麒 作 者 學(xué) 號 201322350 指導(dǎo)教師姓名 趙秋芳 指導(dǎo)教師職稱 副教授 完 成 時 間 2017 年 2 月 北華航天工業(yè)學(xué)院教務(wù)處制 說 明 1．根據(jù)學(xué)?！懂厴I(yè)設(shè)計(論文)工作暫行規(guī)定》，學(xué)生必須撰寫《畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告》。開題報告作為畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會對學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。 2．開題報告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見及所在專業(yè)教研室論證審查后生效。開題報告不合格者需重做。 3．畢業(yè)設(shè)計開題報告各項內(nèi)容要實事求是，逐條認真填寫。其中的文字表達要明確、嚴謹，語言通順，外來語要同時用原文和中文表達。第一次出現(xiàn)縮寫詞，須注出全稱。 4．開題報告中除最后一頁外均由學(xué)生填寫，填寫各欄目時可根據(jù)內(nèi)容另加附頁。 5．閱讀的主要參考文獻應(yīng)在10篇以上（土建類專業(yè)文獻篇數(shù)可酌減），其中外文資料應(yīng)占一定比例。本學(xué)科的基礎(chǔ)和專業(yè)課教材一般不應(yīng)列為參考資料。 6．參考文獻的書寫應(yīng)遵循畢業(yè)設(shè)計（論文）撰寫規(guī)范要求。 7．開題報告應(yīng)與文獻綜述、一篇外文譯文和外文原文復(fù)印件同時提交，文獻綜述的撰寫格式按畢業(yè)設(shè)計（論文）撰寫規(guī)范的要求，字數(shù)在2000字左右。 畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告 學(xué)生姓名 文家麒 專 業(yè) 車輛工程 班 級 B13142 指導(dǎo)教師姓名 趙秋芳 職 稱 副教授 工作單位 北華航天工業(yè)學(xué)院 課題來源 教師自擬課題 課題性質(zhì) 應(yīng)用研究 課題名稱 基于虛擬樣機技術(shù)的汽車四輪轉(zhuǎn)向仿真研研究 本設(shè)計的科學(xué)依據(jù) （科學(xué)意義和應(yīng)用前景，國內(nèi)外研究概況，目前技術(shù)現(xiàn)狀、水平和發(fā)展趨勢等） 1、 汽車四輪轉(zhuǎn)向仿真研究的科學(xué)意義和應(yīng)用前景 隨著現(xiàn)代汽車技術(shù)的發(fā)展，汽車的行駛速度越來越快。交通安全問題成為日益嚴重的問題。在發(fā)生事故時，原來的被動安全措施不起作用，隨之產(chǎn)生了汽車主動安全的研究設(shè)計。汽車四輪轉(zhuǎn)向(4WS,4Wheel Steering)技術(shù)在這種情況下產(chǎn)生。原來的研究方法會花費大量成本，由于計算機技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)生了能節(jié)約很多的虛擬樣機的仿真研究。 二、汽車4WS的國內(nèi)外研究概況 1、汽車4WS的國外研究狀況 20世紀初到20世紀八十年代。當時的人們想要設(shè)想獲得較小的車輛轉(zhuǎn)彎半徑，應(yīng)用車輛主要是工程車和軍用車，采用前后輪同時反向轉(zhuǎn)向，來提高車輛機動性。1907年，4WS系統(tǒng)的第一個專利產(chǎn)生于日本。該結(jié)構(gòu)是將前后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)通過一根軸連接起來。該結(jié)構(gòu)早期應(yīng)用在大型車輛上。20世界八九十年代。車輛動力學(xué)研究的深入，人們認識到4WS系統(tǒng)能提高汽車高速行駛的操縱穩(wěn)定性，世界各大公司開始對4WS技術(shù)進行研發(fā)，日本是其中的典型代表，1985年，NISSAN公司的HICAS系統(tǒng)首次應(yīng)用在乘用車上。隨后HICAS系統(tǒng)進行了更新?lián)Q代，產(chǎn)生了HICAS2和Super HICAS等產(chǎn)品，這些系統(tǒng)提高了汽車高速轉(zhuǎn)向操縱穩(wěn)定性。1987年，Mazda公司的車速感應(yīng)型4WS系統(tǒng)（Takiguchi T.et al.1986）應(yīng)用于轎車上。90年代末至今。隨著電控技術(shù)的發(fā)展，近年來歐美日等國家對智能交通系統(tǒng)，智能車輛公路系統(tǒng)等特大項目越來越重視?？蒲腥藛T不再從單一的開環(huán)系統(tǒng)考慮，而是從人-車-路閉環(huán)系統(tǒng)全面綜合地分析研究汽車主動底盤控制系統(tǒng)。，有效改善了整車的綜合性能。Delphi公司和GM公司聯(lián)合研發(fā)的電動式4WS系統(tǒng)（QUADRASTEER）最具代表性。該系統(tǒng)裝備于GM公司量產(chǎn)的車輛GMC 2002 Sierra Denali輕卡上，極大改善了低速的機動性。 2、汽車4WS的國內(nèi)研究狀況 上海交通大學(xué)的喻凡教授采用了PID控制和非線性的滑模控制理論，結(jié)合了直接橫擺力矩，對汽車模型進行了集成控制。 吉林大學(xué)的郭孔輝院士對輪胎模型進行了深入的研究，提出了統(tǒng)一輪胎模型。 武漢理工大學(xué)的鐘紹華教授通過建立二自由度的4WS模型，分析其對定性的影響。 3、4WS技術(shù)發(fā)展趨勢 4WS系統(tǒng)能夠在很大的范圍類有效的提高機車的動力學(xué)響應(yīng)特性，在極限工況下，他也能夠很好的地報紙機車的超操縱穩(wěn)定性。不久的將來，4WS技術(shù)將隨著進一步深化研究和相關(guān)領(lǐng)域理論及技術(shù)的發(fā)展而得到長足的進步，并在車輛系統(tǒng)中得到更廣泛的引用，尤其 是在提高車輛的中高速度的棗粽穩(wěn)定性方面會得到廣泛的應(yīng)用。未來4WS系統(tǒng)的研究方向主要集中在以下方面： a） 將人的因素考慮到操縱控制系統(tǒng)中去，研究由駕駛員構(gòu)成的閉環(huán)控制系統(tǒng)。 b） 考慮汽車轉(zhuǎn)彎時橫向負荷轉(zhuǎn)移造成的輪胎特性的變化，研究非線性多自由度的控制模型。 c） 進一步研究汽車的瞬態(tài)特性，并應(yīng)用于4WS控制模型。 d） 采用最新的控制理論和控制方法來進行4WS系統(tǒng)的研究和開發(fā)。 e） 研究和開發(fā)高靈敏度和高精度的傳感器，為4WS研究領(lǐng)域測試技術(shù)的發(fā)展最北前提條件。 f） 進一步研究和開發(fā)4WS系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)，提高其響應(yīng)特性。 g） 進一步開發(fā)和研究智能汽車的4WS系統(tǒng)。 h） 將4WS技術(shù)與縱向力控制系統(tǒng)和主動懸架系統(tǒng)等進行有機結(jié)合，這是主動控制4WS系統(tǒng)研究的長期目標。 設(shè)計內(nèi)容和預(yù)期成果 （具體設(shè)計內(nèi)容和重點解決的技術(shù)問題、預(yù)期成果和提供的形式） 1、設(shè)計內(nèi)容 1、ADAMS中建立四輪轉(zhuǎn)向仿真模型； 3、進行可視化仿真。 2、預(yù)期成果 1、完成仿真模型，進行分析； 2、完成論文。 擬采取設(shè)計方法和技術(shù)支持 （設(shè)計方案、技術(shù)要求、實驗方法和步驟、可能遇到的問題和解決辦法等） 用虛擬樣機技術(shù)建立四輪轉(zhuǎn)向仿真模型，并進行仿真，從而達到縮短設(shè)計周期和節(jié)約實驗金費的目的。 實現(xiàn)本項目已具備的條件 （包括過去學(xué)習、研究工作基礎(chǔ)，現(xiàn)有主要儀器設(shè)備、設(shè)計環(huán)境及協(xié)作條件等） 1、 可以從圖書館借閱相關(guān)的文獻資料； 2、 要有一臺較高性能的電腦，便于進行仿真試驗； 3、 有一定的軟件應(yīng)用基礎(chǔ)，能夠較快的使用ADAMS軟件； 4、要了解汽車轉(zhuǎn)向的相關(guān)知識。 各環(huán)節(jié)擬定階段性工作進度 (以周為單位) 1-4周 查閱四輪轉(zhuǎn)向和聯(lián)合仿真的相關(guān)資料和文獻，完成文獻綜述，完成外文翻譯，撰寫畢業(yè)設(shè)計開題報告； 5-8周 利用ADAMS建立四輪轉(zhuǎn)向的仿真模型，進行仿真試驗； 13-14周 進行仿真； 15-16周 總結(jié)畢業(yè)設(shè)計，按照規(guī)范編寫論文準備答辯。 開 題 報 告 審 定 紀 要 時 間 地點 主持人 參 會 教 師 姓 名 職 務(wù)（職 稱） 姓 名 職 務(wù)（職 稱） 論 證 情 況 摘 要 記錄人： 指 導(dǎo) 教 師 意 見 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 教 研 室 意 見 教研室主任簽名： 年 月 日 第 6 頁 共4頁