汽车四轮转向系统五自由度动力学模型作者：王敬， 王勇， 张艳芳， WANG Jing， WANG Yong， ZHANG Yan-Fang作者单位：重庆交通大学,机电与汽车工程学院,重庆,400074刊名：河北理工大学学报(自然科学版)英文刊名：JOURNAL OF HEBEI INSTITUTE OF TECHNOLOGY(NATURAL SCIENCE EDITION)年，卷(期)：2008，30(3)引用次数：0次1.王京二自由度4WS汽车的动力分析(Ⅰ)--线性分析[期刊论文]-华南理工大学学报(自然科学版) 2001(6)2.姚永建.韩强四轮转向汽车的非线性模型及其动力方程[期刊论文]-华南理工大学学报(自然科学版) 2003(11)3.靳晓雄汽车振动分析 20024.S.M.凯利.贾启芬机械振动 20025.Dave Crolla.喻凡车辆动力学及其控制 20046.YOU S S.CHAI Y H Multi-objective control synthesis:an application to 4ws passenger vehicles 19997.郭孔辉汽车操纵动力学 19918.喻凡.林逸汽车系统动力学 20051.期刊论文付江华.巢凯年.丁建明.FU Jiang-hua.CHAO Kai-nian.DING Jian-ming质心转移对四轮转向汽车转向特性的影响-西华大学学报（自然科学版）2007,26(4)为了分析汽车质量和质心位置对四轮转向汽车操纵稳定性影响,本文根据二自由度四轮转向车辆的动力学模型,运用Matlab/Simulink对四轮转向特性进行仿真研究,讨论分析了汽车质量和质心位置的改变,对四轮转向车辆转向特性的影响.研究结果表明,汽车质心转移过大时,汽车操纵稳定性大大降低.2.学位论文宋作军四轮转向汽车的操纵稳定性研究2007四轮转向(4WS)的含义是指汽车除了通常的前轮转向之外，附加相应的后轮转向。
其主要目的是增强汽车在高速行驶或在侧向风力作用下的操纵稳定性，改善低速时的操纵轻便性和高速行驶时的转弯半径。
国外从70年代末，开始研究开发四轮转向系统。
1985年首次应用四轮转向系统以来，汽车的操纵稳定性的研究也进入了新的阶段。
本文在系统分析汽车非线性因素的基础上，引入汽车后轮转向对系统的影响，并增加司机调节模型，建立五自由度的汽车四轮转向非线性模型。
该模型由于考虑较全面，因而更接近于汽车转向的实际情况，具有一定的代表性。
本文运用汽车操纵动力学理论，对四轮转向汽车的操纵稳定性进行了比较系统的理论分析，充分说明四轮转向汽车在操纵稳定性方面，优于两轮转向汽车。
本文在汽车四轮转向非线性模型的基础上，运用现代非线性动力学稳定性理论、Hopf分叉理论对其进行深入研究，对汽车四轮转向操纵稳定性进行了分析，推导系统Hopf分叉的产生条件，系统的Hopf分叉范式以及系统周期解稳定性的判断条件。
本文进行了各种情况下汽车四轮转向、两轮转向系统稳定性的数值模拟，讨论了不同参数变化对汽车稳定性的影响，补充和验证了汽车四轮转向非线性模型的理论研究，提供了模拟汽车转向稳定的数值方法，为进一步开展汽车四轮转向技术奠定了基础。
本文的理论和数值研究方法，以及所讨论的各种轮胎模型、司机模型，为进一步开展四轮转向技术的研究奠定了基础。
3.期刊论文林棻.赵又群.姜宏.LIN Fen.ZHAO You-qun.JIANG Hong基于Simulink的四轮转向汽车神经网络控制策略仿真-江苏大学学报（自然科学版）2008,29(5)针对汽车小转角时质心侧偏角为零,高速大转角时前轴抗侧滑的控制目标,提出一种四轮转向汽车控制策略.在Simulink环境下建立包含轮胎非线性和计及侧倾的三自由度四轮转向汽车模型,运用双隐含层BP神经网络训练得到四轮转向控制器.仿真结果表明,神经网络控制器可有效控制高速时汽车前轴滑动的趋势,并在低速到高速时使汽车质心侧偏角基本为零,控制误差低于比例转角控制策略和横摆角速度反馈控制策略.同时高速时横摆角速度响应与前轮转向汽车接近,汽车的侧向加速度和车身侧倾角稳态值比前轮转向有所降低.4.期刊论文赵又群.王立公.何小明.郭孔辉四轮转向汽车运动稳定性分析-中国机械工程2003,14(14)研究了四轮转向汽车的运动稳定性,从系统与控制理论角度定量地揭示了四轮转向汽车运动稳定性的内在规律性,与前轮转向汽车进行了比较.数值结果得出一些有益结论,即四轮转向汽车也应具有适度的不足转向特性才能保证稳定性比较好,而且后轮转角的控制对汽车的运动稳定性是至关重要的.后轮转角的变化范围可以利用驾驶员-四轮转向汽车闭环系统的运动稳定性分析方法初步确定.5.学位论文陆子玉四轮转向汽车操纵性和稳定性的联合优化及仿真研究2007本文立足于四轮转向汽车开环模型和驾驶员—四轮转向汽车闭环模型，研究了汽车的操纵性和稳定性，并以汽车某些参数为变量，优化汽车的操纵性和稳定性；在此基础上，讨论了四轮转向汽车的控制策略。
论文主要研究工作有： 1、建立线性二自由度四轮转向汽车开环模型；在现有的操纵性和运动稳定性指标基础上，提出了操纵性和稳定性综合评价指标；同时研究了汽车的速度分布特性，提出了考虑速度影响的操纵稳定性综合评价指标；以汽车的相关结构参数为变量，对开环模型汽车的操纵性和稳定性进行联合优化设计。
2、推导出驾驶员—四轮转向汽车闭环系统的状态方程；同时引入闭环操纵性和稳定性指标，考虑速度的影响，提出了基于速度因素的操纵稳定性综合评价指标；以汽车的相关结构参数为变量，对驾驶员—四轮转向汽车闭环系统的操纵性和稳定性进行联合优化设计。
3、研究了车速工况（速度分布函数）变化时，汽车操纵稳定性综合评价指标以及最优汽车结构参数的变化趋势。
4、在优化思想的指引下，利用本文提出的闭环操纵稳定性综合评价指标，确定四轮转向汽车（4WS）前后轮转角比例关系。
通过仿真研究，优化考虑速度影响的开环操纵稳定性综合评价指标以及闭环操纵稳定性综合评价指标可以改善汽车的操纵稳定性，从而提高汽车的安全性。
同时，在本文提出的闭环操纵稳定性综合评价指标的基础上，利用优化思想，探讨了一种新的四轮转向汽车控制策略。
研究结果表明，这种新的策略使汽车的操纵稳定性得到一定程度的改善，可以为四轮转向汽车转向系统的设计提供新的研究方向。
对四轮转向汽车动力学模型进行分析,研究了四轮转向汽车与二轮转向汽车在低速时的灵活性和高速时的操纵稳定性,给出了瞬态响应曲线,并对四轮转向汽车今后的发展方向进行了论述。
7.学位论文林棻驾驶员—四轮转向汽车闭环系统运动稳定性研究2005论文以四轮转向汽车为研究对象,深入研究了汽车开环系统和驾驶员—汽车闭环系统的运动稳定性.论文的主要工作如下:1.建立了线性二自由度角输入四轮转向汽车开环系统模型,把人的因素考虑到操纵控制中去,引入郭孔辉院士提出的驾驶员模型,在此基础上推导出驾驶员—四轮转向汽车闭环系统模型及其状态方程.2.运用现代动力学运动稳定性理论,对前轮转向的汽车开环系统与驾驶员—汽车闭环系统的运动稳定性进行了比较,研究了不同前、后轮转向比控制参数下四轮转向汽车的运动稳定性.3.运用非对称矩阵特征值问题的矩阵摄动理论和动力学系统结构参数灵敏度理论,定量地揭示了单个和多个汽车参数对驾驶员—四轮转向汽车闭环系统运动稳定性影响的内在规律.4.提出一种求解非对称区间矩阵特征值问题的优化方法,并将其运用到驾驶员熟练程度对汽车运动稳定性影响的研究中.综上所述,本文揭示了汽车开环系统和驾驶员-四轮转向汽车闭环系统运动稳定性的内在规律性和相互关系.研究结论不但可以指导四轮转向汽车和前轮转向汽车运动稳定性的设计,从而改善汽车的操纵性能,而且对汽车动力学及其控制系统的研究也具有一定的借鉴价值.8.期刊论文陆子玉.赵又群.LU Zi-yu.ZHAO You-qun四轮转向汽车操纵性和稳定性联合优化及仿真研究-农业装备与车辆工程2006(11)首先在考虑汽车和驾驶员等不确定性因素,以及已有的驾驶员-汽车闭环系统的操纵性评价指标、稳定性评价指标的基础上,提出了同时考虑四轮转向汽车操纵性和稳定性的加权操纵稳定性指标J0;然后考虑各种车速的重要性,提出了考虑车速影响的驾驶员-汽车闭环系统操纵稳定性综合评价指标J.最后对操纵性和稳定性进行联合优化,从理论上指导四轮转向汽车相关结构参数设计,对汽车动力学及其控制系统的研究也具有一定的借鉴价值.9.期刊论文赵又群.林棻.郭孔辉矩阵摄动法在四轮转向汽车运动稳定性分析中的应用-机械科学与技术2004,23(7)在驾驶员-四轮转向汽车闭环操纵系统动力学模型的基础上,应用非对称特征值问题的矩阵摄动理论,给出驾驶员-四轮转向汽车闭环操纵系统运动稳定性对汽车结构参数和四轮转向系统控制参数的灵敏度和多个参数同时变化时的摄动量,并与前轮转向汽车的结果进行了比较.仿真结果表明,本文方法可以为汽车操纵稳定性的优化设计提供理论基础.10.学位论文孙海波四轮转向汽车转向特性的研究2005四轮转向(Four-wheel steering,简称4WS)技术是具有广阔应用前景的先进技术,它可以提高汽车转向的灵活性,稳定性和安全性.现有的汽车转向特性的研究多是低自由度的线性模型,没有充分考虑汽车转向系统所包含的丰富的非线性因素.文章中建立了合理的四轮转向非线性模型并对其进行深入探讨.本文在充分分析四轮转向汽车二自由度线性模型和汽车非线性因素的基础上,引入汽车后轮转向对系统的影响,并增加驾驶员调节模型,建立五自由度的汽车四轮转向非线性模型.该模型由于考虑较全面,因而更接近于汽车转向的实际情况,具有一定的代表性.在所建立的汽车四轮转向非线性数学模型的基础上,本文运用现代非线性动力学稳定性理论对于深刻了解四轮转向运动稳定性的机理有着很重要的意义.四轮转向控制可以提高汽车低速时的灵活性,高速行驶时的稳定性.但是传统的四轮转向控制系统大多建立在经典控制理论的基础上,对实际车辆很难得到满意的控制效果.本文引入神经网络(Artificial Neural Network,简称ANN)和Magic Formula非线性轮胎模型,设计了神经网络控制器,并对神经网络模型进行了辨识.最后,在MATLAB平台下进行了仿真,并对在不同车速下的仿真结果进行了对比和分析.结果表明四轮转向神经网络控制效果良好.本文链接：/Periodical_hblgxyxb200803030.aspx下载时间：2010年3月14日。