四轮转向

摘要： 为提高四轮转向汽车的行驶稳定性,分析了四轮转向系统的工作原理,建立了四轮转向系统的运动学数值模型,设计了四轮转向系统仿真试验方案和控制策略,再利用MATLAB/Simulink分别在低速8 km/h和高速100 km/h条件下对FWS与4WS两种车辆进行了仿真分析,并比较了汽车在两种速度下的质心侧偏角、横摆角速度和侧向加速度的变化情况。仿真结果认为:车辆在进入稳态后,4WS比FWS的稳定性更好,4WS车辆在低速时转向能力更强,高速时操控能力更加稳定。研究成果为四轮转向汽车的设计改进提供了技术参考。

摘要： 为提升商用车极限工况下的侧向稳定性,以某四轮转向商用车为研究对象,基于线性二次型调节器设计了四轮转向控制策略,在此基础上设计了差动制动控制策略。以横向载荷转移率为侧翻评价指标,建立了四轮转向+差动制动的防侧翻综合控制策略,利用TruckSim和MATLAB分别进行了转向盘角阶跃输入工况和鱼钩工况的仿真试验。仿真结果表明:相比四轮转向控制,综合控制策略使该商用车的横向载荷转移率最大值降低6.4%以上,质心侧偏角降低了41%,改善了车辆的侧向稳定性和道路跟随能力。

摘要： 针对线控四轮转向车辆,提出了一种基于指数趋近率的模糊滑模四轮转向控制方法。设计了以车辆方向盘转角为系统输入,车辆前、后轮转向角为输出的模糊滑模控制策略,通过跟踪预设的二自由度车辆理想转向状态,使实际转向状态趋近于理想转向状态。通过设计模糊控制器,降低了滑模控制过程中的抖振现象。最后通过三种不同工况进行滑模控制效果的一致性和鲁棒性验证。结果表明,该控制方法具有较好的瞬态响应特性,并且在一定界限的干扰下保证车辆运行状态不发生巨大变化。

摘要： 为了提高四轮转向(4WS)汽车的操纵稳定性和主动安全性,建立汽车二自由度四轮转向模型和系统状态方程,应用LQR最优控制理论建立了以横摆角速度和质心侧偏角为优化目标的四轮转向线性控制二次型最优控制模型,并基于路径跟踪策略建立预瞄驾驶员方向控制模型。基于"人-车-路"闭环控制系统,在Matlab/Simulink、CarSim联合仿真环境下对普通前轮转向、前后轮转角比例控制、LQR控制的控制效果进行验证。结果表明:LQR控制器能够很好地改善汽车质心侧偏角和横摆角速度的动态响应特性,高速控制效果最佳,基于LQR控制的4WS汽车具有更好的道路循迹能力、高速稳定性和主动安全性。

摘要： 针对四轮转向汽车传统模糊PID控制算法控制效果及稳定性差等缺点,在四轮转向二自由度模型基础上考虑车身的侧倾及轮胎的非线性特性,建立三自由度非线性模型。在此基础上,利用最优控制理论设计了基于车辆状态反馈的最优控制器,并在阶跃、脉冲和蛇形等典型试验工况下,与传统的前轮转向汽车和模糊PID控制下的四轮转向汽车进行操纵稳定性仿真对比分析。仿真结果表明:最优控制器能很好地跟踪理想模型,提高汽车的操纵稳定性和行驶安全性。

摘要： 现有汽车的四轮转向装置结构复杂成本高昂,不适合在整车轻便且平价的民众车型上使用。文章提出一种基于飞锤离心装置控制的机械式汽车四轮转向系统,该系统利用飞锤感应车速,在低速行驶时实现前后轮反向偏转以减小汽车转向半径,中速行驶转向时后轮不辅助转向,高速行驶转向时前后轮同向偏转进而提高行驶稳定性,不同车速下后轮辅助转向幅度逐渐变化,无级调节,使具有该系统的汽车在日益复杂的交通状况下更加灵活和稳定。通过对该系统进行仿真验证,得到了预期的运算结果。

摘要： 为提高汽车在高速、低附着系数路面下的操纵稳定性,论文设计模型预测控制器跟踪线性二自由度理想模型,得到横摆角速度与质心侧偏角偏差,然后由二次规划算法计算实际的四个车轮转角,并在Carsim软件中建立开环角阶跃工况进行联合仿真。结果表明:文章所设计的基于模型预测控制的主动四轮转向汽车相对于前轮转向,能够有效降低整车角阶跃输入下的横摆角速度与质心侧偏角,更好地跟踪理想控制目标,主动四轮转向汽车提高了整车的操纵稳定性和路径跟随精度。

摘要： 针对四轮转向汽车比例前馈控制算法控制效果及稳定性差等缺点,在四轮转向二自由度模型基础上考虑车身的侧倾及轮胎的非线性特性,建立三自由度非线性模型。在此基础上,利用模糊规则库对PID控制器的参数进行校正,设计了改进的模糊PID控制器,并在阶跃仿真试验下,与传统的前轮转向汽车和比例前馈控制下的四轮转向汽车进行了操纵稳定性仿真对比分析。仿真结果表明:改进的模糊PID控制器控制效果更佳,操纵稳定性和行驶安全性更好。

摘要： 针对智慧工厂环境下无人车轨迹跟踪控制精度低的问题,本文建立了一种四轮转向无人车的动力学和运动学模型,采用Lyapunov直接法设计了自适应全局渐进跟踪控制器,并对轨迹跟踪控制进行了仿真,根据仿真结果得出所设计控制器在转向工况下轨迹跟踪控制精度更高,验证了自适应全局渐进跟踪控制器的真实性和有效性。研究为实现无人驾驶智能化、精确化转向技术提供了理论和实验依据。

摘要： 针对前轮转向(2WS)汽车低速转弯半径大,高速稳定性差的问题,以二自由度四轮转向(4WS)车辆为研究对象,建立了汽车动力学模型和运动方程,结合模糊控制与人工神经网络控制形成自适应神经模糊推理(ANFIS)。以前轮转角和车速作为输入变量,后轮转角为输出值,建立包含训练样本的仿真实验模型,基于混合法训练得到自适应神经模糊推理控制器,在MATLAB/Simulink中建模,然后在低速和高速条件下,将自适应神经模糊推理控制器与前轮转向、前轮比例控制4WS、横摆角速度反馈控制4WS这三种控制策略进行仿真对比分析。仿真结果表明:自适应神经模糊控制使车辆在低速和高速时质心侧偏角趋近于零,横摆角速度和侧向加速度更加接近前轮转向车辆,具备优异的转向效果,极大地提高了车辆的行驶稳定性。

摘要： 建立了某款大型客车的含侧向、横摆及侧倾三自由度动力学数学模型,以及两种客车轮胎模型,即线性轮胎模型和魔术公式轮胎模型,前者用于四轮转向控制器设计,后者用于非线性行驶工况下的仿真分析,通过转向盘阶跃转向仿真分析结果及试验数据比较,验证了模型的准确性.分析了客车质心高度变化对其操纵稳定性的影响规律,表明在相同车速条件下,客车质心高度变化对车身侧倾角影响较大,对整车质心侧偏角和横摆角速度影响较小.利用最优前馈和反馈控制方法,结合转向盘转角、车速及质心高度信息,提出了客车四轮转向变增益跟踪控制策略.结合非线性魔术轮胎模型,通过转向盘阶跃和双移线仿真分析,表明了所提出的变增益跟踪控制策略对该款客车的操纵稳定性有重要改善.

摘要： 通过汽车转向时稳定性分析阐明了四轮转向的优点。而鉴于轮毂电机在电动汽车上应用的诸多优点，及其功率受结构体积的限制，轮毂电机的应用将使汽车由性能更好的四轮驱动替代两轮驱动，它不但充分利用了地面对车轮的附着力和驱动力，而且结合用直线步进电机控制转向力的汽车转向系统，能更容易地实现全面改善转向性能的四轮转向系统。由于四轮驱动4WD与四轮转向4WS相结合的电子差速计算理论还有待完善，通过对轮毂电机运行的电子差速转向控制原理分析和数学推导，提出了4WD-4WS相结合的逆、同相控制模式的差速计算公式及四轮毂电机驱动结合四轮转向的电子差速实施结构原理。

摘要： 建立了二自由度四轮转向汽车模型的动力学方程，对其进行系统的理论分析得出了四轮转向汽车的质心侧偏角、横摆角速度、侧向加速度与前轮转角的传递函数。基于某四轮转向样车，对以零质心侧偏角为控制目标的前后轮转角比例四轮转向车辆的操纵动力学进行了仿真分析，将仿真结果与前轮转向车辆进行对比，阐明了四轮转向车辆的性能优势。研究结果可为评价四轮转向车辆的设计提供理论依据。

摘要： 针对某微型车建立起虚拟样机模型，同时对样机模型进行简化提取其动力学数学模型，并进行对比验证了模型的一致性。在动力学数学模型的基础上，开展了控制器的设计研究，包括变论域模糊主动悬架控制、四轮转向控制、主动侧倾杆控制以及上述三者的综合协调控制，结合虚拟样机模型，通过在平路面拐弯、不平路面拐弯和侧向风干扰工况下的仿真试验，表明综合控制后的车辆在操稳性、平顺性和鲁棒性方面都有较大的改善。

摘要： 汽车转向系统为一多体系统,部件之间的运动关系十分复杂,传统的人工计算很难将汽车的转向特性表述清楚。本文以某轿车为例,应用多体运动学与动力学仿真软件ADAMS中的CAR模块方便地建立了四轮转向系统的整车仿真模型,并进行了计算。

摘要： 在ADAMS环境中建立四轮转向汽车模型，并将分数阶导数引入到四轮转向的后轮转向控制律中，则车辆在高速转向时后轮转向角度不仅与前轮转向角成正比，而且兼顾方向盘的转动角速度的影响，可有利于减小车辆在急转向带来的危险。ADMAS仿真软件不能处理分数阶系统，文中采用高阶普通传递函数近似替代分数阶传递函数，仿真结果与普通的两轮转向和四轮转向车辆的稳定性进行比较，验证了此控制律的有效性。

摘要： 基于车辆线控转向技术,针对四轮转向汽车,根据线性伺服器最优控制理论,提出了一种四轮转向汽车前、后轮转角主动控制方法.所设计控制器利用理想车辆转向模型作为跟踪目标,实现了零化汽车质心侧偏角和跟踪理想横摆率的控制目标.通过仿真验证表明:最优跟踪控制器能够减小车辆转向过程中的侧向滑移,保持驾驶员期望的横摆角速度,车辆在移线变道中具有路径偏差小、稳定快的优势,改善了车辆的操纵稳定性,有利于车辆的行驶安全.

摘要： 四轮转向是汽车领域的新技术。与二轮转向汽车相比，四轮转向汽车有如下优点：低速转弯时，转向半径小，汽车的灵活性高；高速行驶时，能迅速地改变车道，提高了汽车的操纵稳定性。极点配置能够在不改变系统硬件的条件下，通过改变极点的位置，极大的改善系统的动态性能。如果给定的系统完全可控，则可通过适当的状态反馈将闭环系统的极点配置到任何预先设定的位置。

摘要： 建立4WS汽车单轨动力学模型，利用Matlab／Simulink软件进行仿真分析，并与传统FWS汽车进行对比。结果表明，FWS汽车质心侧偏角的稳态值偏离零位置，且与前轮转角方向一致，而4WS汽车质心侧偏角稳态值迅速达到零。4WS汽车的稳态幅值和响应时间均优于FWS汽车，行驶稳定性高。

摘要： 随着汽车电子技术的快速发展，以及对汽车驾驶舒适性及安全性需求的不断提高，汽车转向系统迅速发展。基于控制转向技术，以智能车辆动态控制为目的的综合车辆控制系统得到了发展，而这种转向系统是与车辆的动态制动以及驱动系统相匹配的。本文主要介绍汽车转向系统主要技术的进展方向。

摘要： 本发明涉及一种四轮独立转向电动车辆四轮转向‑前/后轮转向动态切换方法，利用对四个独立车轮的运动轨迹进行“样条曲线‑运动学‑动力学”轨迹规划，实现4WIS电动车辆四轮转向与前/后轮转向之间的不停车平滑切换。通过对4WIS车辆的四个独立车轮的运动轨迹进行合理规划，实现前轮转向模式与后轮转向模式之间的不停车切换。该方法应用B样条曲线构造某个车轮或虚拟车轮的轨迹，使车轮的运动轨迹满足平滑性要求。利用车辆动力学及运动学约束，求解出其它车轮的运动轨迹，使车辆在四轮转向与前/后轮转向模式切换过程满足动力学及运动学要求，提高4WIS车辆的机动性与智能性。

摘要： 本发明公开四轮独立驱动与转向电动汽车的四轮转向控制方法，包括步骤1：当车辆转弯速度v≤40km/h时，控制器识别驾驶员特性，并且根据所述驾驶员特性并基于BP神经网络对参考横摆角速度进行调控；当车辆转弯速度v＞40km/h时，控制器根据二自由度调控模型控制输出参考横摆角速度；步骤2：控制器根据车辆实际横摆角速度和所述参考横摆角速度的差值向角度分配器输出附加转角，所述角度分配器将所述附加转角分配到四个车轮上。本发明所述的四轮独立驱动与转向电动汽车的四轮转向控制方法，根据驾驶员特性和车辆实时行驶状态，在车辆转弯时控制产生附加转角并分配给四个车轮而改变汽车的转向行驶状态，提高驾驶舒适性和稳定性。

摘要： 本发明涉及汽车转向技术领域，提供了一种四轮转向独立轮转向驱动装置及其控制方法。包括：转角传感器组件、蜗轮蜗杆减速器、电动输出轴组件、集成设计的电机及其控制器；其中，电动输出轴组件设置有电动输出轴和转向输入轴；转角传感器组件的本体与转向器壳体固接，转角传感器组件的转子与电动输出轴固接；蜗轮蜗杆减速器的蜗杆与电机输出轴连接；蜗轮蜗杆减速器的蜗轮与电动输出轴固接。本发明的有益效果在于：四个转向轮可以独立转动，充分利用外侧车轮的侧向力，提高了车辆在高速行驶时车辆极限转弯能力，转向系统由线控四轮转向系统代替传统的机械转向系统，使传动比改变更为灵活，消除了路面冲击，是滑板底盘转向的有效解决方案。

摘要： 本发明涉及一种四轮独立转向电动车辆四轮转向‑前/后轮转向动态切换方法，利用对四个独立车轮的运动轨迹进行“样条曲线‑运动学‑动力学”轨迹规划，实现4WIS电动车辆四轮转向与前/后轮转向之间的不停车平滑切换。通过对4WIS车辆的四个独立车轮的运动轨迹进行合理规划，实现前轮转向模式与后轮转向模式之间的不停车切换。该方法应用B样条曲线构造某个车轮或虚拟车轮的轨迹，使车轮的运动轨迹满足平滑性要求。利用车辆动力学及运动学约束，求解出其它车轮的运动轨迹，使车辆在四轮转向与前/后轮转向模式切换过程满足动力学及运动学要求，提高4WIS车辆的机动性与智能性。

摘要： 本发明公开四轮独立驱动与转向电动汽车的四轮转向控制方法，包括步骤1：当车辆转弯速度v≤40km/h时，控制器识别驾驶员特性，并且根据所述驾驶员特性并基于BP神经网络对参考横摆角速度进行调控；当车辆转弯速度v＞40km/h时，控制器根据二自由度调控模型控制输出参考横摆角速度；步骤2：控制器根据车辆实际横摆角速度和所述参考横摆角速度的差值向角度分配器输出附加转角，所述角度分配器将所述附加转角分配到四个车轮上。本发明所述的四轮独立驱动与转向电动汽车的四轮转向控制方法，根据驾驶员特性和车辆实时行驶状态，在车辆转弯时控制产生附加转角并分配给四个车轮而改变汽车的转向行驶状态，提高驾驶舒适性和稳定性。

摘要： 一种电动汽车用四轮毂电机驱动实现四轮转向的电子差速转向控制系统，首先定义L为汽车轴距，B为汽车轮距，nfo为前外侧转向驱动轮转速，nfi为前内侧转向驱动轮转速，nro为后外侧转向驱动轮转速，nri为后内侧转向驱动轮转速，各车轮转弯的圆弧半径分别为Rfo、Rfi、Rro、Rri；设定nfo为参考标定转速，nfo为加速踏板的车速指令；l为转弯圆心o到前车轮轴心的车身纵向距离，r为转弯圆心o到内侧车轮中心的车身横向距离，根据各车轮的偏转角信号和控制模式，按差速计算公式计算出对各车轮转速的要求值，输入到各车轮轮毂电机的驱动控制器中作为其速度指令值。本发明简化传动机构、占用体积小、避免产生振动和噪声。

摘要： 本发明提供了一种四轮转向控制系统、四轮车及拖拉机，属于车辆领域。上述四轮转向控制系统包括液压箱、液压泵、转向器、前桥转向油缸、换向阀和后桥转向油缸，液压泵与液压箱连接，并通过油管将压力油通入到转向器中，由转向器将压力油通入到前桥转向油缸和后桥转向油缸。前桥转向油缸和后桥转向油缸分别与四轮车的前转向架和后转向架连接，油缸的活塞杆带动转向架转动实现转向。通过转向器和换向阀工作位置的切换，能够实现前轮和后轮同时转向，从而使得四轮车及拖拉机转弯半径减小；并且转向灵活，操控轻便。

摘要： 本发明涉及汽车转向技术领域，提供了一种四轮转向独立轮转向驱动装置及其控制方法。包括：转角传感器组件、蜗轮蜗杆减速器、电动输出轴组件、集成设计的电机及其控制器；其中，电动输出轴组件设置有电动输出轴和转向输入轴；转角传感器组件的本体与转向器壳体固接，转角传感器组件的转子与电动输出轴固接；蜗轮蜗杆减速器的蜗杆与电机输出轴连接；蜗轮蜗杆减速器的蜗轮与电动输出轴固接。本发明的有益效果在于：四个转向轮可以独立转动，充分利用外侧车轮的侧向力，提高了车辆在高速行驶时车辆极限转弯能力，转向系统由线控四轮转向系统代替传统的机械转向系统，使传动比改变更为灵活，消除了路面冲击，是滑板底盘转向的有效解决方案。

摘要： 本实用新型提供了一种适用于简单需要的四轮转向控制系统，包括转向器、电磁阀和油缸，电磁阀包括电磁阀1、电磁阀2、电磁阀3以及电磁阀4，油缸包括前桥油缸和后桥油缸，每个油缸均设置工作口1和工作口2，所述转向器具有进油口、出油口、工作阀A和工作阀B，所述电磁阀具有主进油口、工作阀A和工作阀B，可运行四种转向模式，转向半径小，由此控制系统控制的四轮转向机构可实现在狭窄空间内的转弯、掉头等操作。

摘要： 本实用新型公开了一种四轮转向的后车轮转向装置、变道辅助系统及其车辆，车辆四轮转向的后车轮转向装置包括：转向驱动机构；转向传动机构，转向传动机构的一端与转向驱动机构相连，转向传动机构包括滚珠丝杠副和转向横拉杆，滚珠丝杠副包括相互配合的滚珠丝杠和丝杠螺母以及连接在丝杠螺母上的丝杠拉杆，丝杠螺母与丝杠拉杆和转向横拉杆相连；转向执行机构，转向执行机构与转向传动机构的另一端相连。根据本实用新型的车辆四轮转向的后车轮转向装置，能够保证后车轮转向的快速、准确，以实现危险情况下的变道，提高安全性能。