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

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理工科類(lèi) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告 論文(設(shè)計(jì))題目 基于虛擬樣機(jī)技術(shù)的汽車(chē)四 輪轉(zhuǎn)向仿真研究 作者所在系別 機(jī)電工程學(xué)院 作者所在專(zhuān)業(yè) 車(chē)輛工程 作者所在班級(jí) B13142 作 者 姓 名 文家麒 作 者 學(xué) 號(hào) 201322350 指導(dǎo)教師姓名 趙秋芳 指導(dǎo)教師職稱(chēng) 副教授 完 成 時(shí) 間 2017 年 2 月 北華航天工業(yè)學(xué)院教務(wù)處制 說(shuō) 明 1．根據(jù)學(xué)?！懂厴I(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作暫行規(guī)定》，學(xué)生必須撰寫(xiě)《畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告》。開(kāi)題報(bào)告作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)對(duì)學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。 2．開(kāi)題報(bào)告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見(jiàn)及所在專(zhuān)業(yè)教研室論證審查后生效。開(kāi)題報(bào)告不合格者需重做。 3．畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告各項(xiàng)內(nèi)容要實(shí)事求是，逐條認(rèn)真填寫(xiě)。其中的文字表達(dá)要明確、嚴(yán)謹(jǐn)，語(yǔ)言通順，外來(lái)語(yǔ)要同時(shí)用原文和中文表達(dá)。第一次出現(xiàn)縮寫(xiě)詞，須注出全稱(chēng)。 4．開(kāi)題報(bào)告中除最后一頁(yè)外均由學(xué)生填寫(xiě)，填寫(xiě)各欄目時(shí)可根據(jù)內(nèi)容另加附頁(yè)。 5．閱讀的主要參考文獻(xiàn)應(yīng)在10篇以上（土建類(lèi)專(zhuān)業(yè)文獻(xiàn)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(zhuān)業(yè)課教材一般不應(yīng)列為參考資料。 6．參考文獻(xiàn)的書(shū)寫(xiě)應(yīng)遵循畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）撰寫(xiě)規(guī)范要求。 7．開(kāi)題報(bào)告應(yīng)與文獻(xiàn)綜述、一篇外文譯文和外文原文復(fù)印件同時(shí)提交，文獻(xiàn)綜述的撰寫(xiě)格式按畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）撰寫(xiě)規(guī)范的要求，字?jǐn)?shù)在2000字左右。 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開(kāi)題報(bào)告 學(xué)生姓名 文家麒 專(zhuān) 業(yè) 車(chē)輛工程 班 級(jí) B13142 指導(dǎo)教師姓名 趙秋芳 職 稱(chēng) 副教授 工作單位 北華航天工業(yè)學(xué)院 課題來(lái)源 教師自擬課題 課題性質(zhì) 應(yīng)用研究 課題名稱(chēng) 基于虛擬樣機(jī)技術(shù)的汽車(chē)四輪轉(zhuǎn)向仿真研研究 本設(shè)計(jì)的科學(xué)依據(jù) （科學(xué)意義和應(yīng)用前景，國(guó)內(nèi)外研究概況，目前技術(shù)現(xiàn)狀、水平和發(fā)展趨勢(shì)等） 1、 汽車(chē)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(chē)技術(shù)的發(fā)展，汽車(chē)的行駛速度越來(lái)越快。交通安全問(wèn)題成為日益嚴(yán)重的問(wèn)題。在發(fā)生事故時(shí)，原來(lái)的被動(dòng)安全措施不起作用，隨之產(chǎn)生了汽車(chē)主動(dòng)安全的研究設(shè)計(jì)。汽車(chē)四輪轉(zhuǎn)向(4WS,4Wheel Steering)技術(shù)在這種情況下產(chǎn)生。原來(lái)的研究方法會(huì)花費(fèi)大量成本，由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)生了能節(jié)約很多的虛擬樣機(jī)的仿真研究。 二、汽車(chē)4WS的國(guó)內(nèi)外研究概況 1、汽車(chē)4WS的國(guó)外研究狀況 20世紀(jì)初到20世紀(jì)八十年代。當(dāng)時(shí)的人們想要設(shè)想獲得較小的車(chē)輛轉(zhuǎn)彎半徑，應(yīng)用車(chē)輛主要是工程車(chē)和軍用車(chē)，采用前后輪同時(shí)反向轉(zhuǎn)向，來(lái)提高車(chē)輛機(jī)動(dòng)性。1907年，4WS系統(tǒng)的第一個(gè)專(zhuān)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(guò)一根軸連接起來(lái)。該結(jié)構(gòu)早期應(yīng)用在大型車(chē)輛上。20世界八九十年代。車(chē)輛動(dòng)力學(xué)研究的深入，人們認(rèn)識(shí)到4WS系統(tǒng)能提高汽車(chē)高速行駛的操縱穩(wěn)定性，世界各大公司開(kāi)始對(duì)4WS技術(shù)進(jìn)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(chē)上。隨后HICAS系統(tǒng)進(jìn)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(chē)高速轉(zhuǎn)向操縱穩(wěn)定性。1987年，Mazda公司的車(chē)速感應(yīng)型4WS系統(tǒng)（Takiguchi T.et al.1986）應(yīng)用于轎車(chē)上。90年代末至今。隨著電控技術(shù)的發(fā)展，近年來(lái)歐美日等國(guó)家對(duì)智能交通系統(tǒng)，智能車(chē)輛公路系統(tǒng)等特大項(xiàng)目越來(lái)越重視?？蒲腥藛T不再?gòu)膯我坏拈_(kāi)環(huán)系統(tǒng)考慮，而是從人-車(chē)-路閉環(huán)系統(tǒng)全面綜合地分析研究汽車(chē)主動(dòng)底盤(pán)控制系統(tǒng)。，有效改善了整車(chē)的綜合性能。Delphi公司和GM公司聯(lián)合研發(fā)的電動(dòng)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(chē)輛GMC 2002 Sierra Denali輕卡上，極大改善了低速的機(jī)動(dòng)性。 2、汽車(chē)4WS的國(guó)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(duì)汽車(chē)模型進(jìn)行了集成控制。 吉林大學(xué)的郭孔輝院士對(duì)輪胎模型進(jìn)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(guò)建立二自由度的4WS模型，分析其對(duì)定性的影響。 3、4WS技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) 4WS系統(tǒng)能夠在很大的范圍類(lèi)有效的提高機(jī)車(chē)的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)特性，在極限工況下，他也能夠很好的地報(bào)紙機(jī)車(chē)的超操縱穩(wěn)定性。不久的將來(lái)，4WS技術(shù)將隨著進(jìn)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(zhǎng)足的進(jìn)步，并在車(chē)輛系統(tǒng)中得到更廣泛的引用，尤其 是在提高車(chē)輛的中高速度的棗粽穩(wěn)定性方面會(huì)得到廣泛的應(yīng)用。未來(lái)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(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)橫向負(fù)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(jìn)一步研究汽車(chē)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(lái)進(jìn)行4WS系統(tǒng)的研究和開(kāi)發(fā)。 e） 研究和開(kāi)發(fā)高靈敏度和高精度的傳感器，為4WS研究領(lǐng)域測(cè)試技術(shù)的發(fā)展最北前提條件。 f） 進(jìn)一步研究和開(kāi)發(fā)4WS系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，提高其響應(yīng)特性。 g） 進(jìn)一步開(kāi)發(fā)和研究智能汽車(chē)的4WS系統(tǒng)。 h） 將4WS技術(shù)與縱向力控制系統(tǒng)和主動(dòng)懸架系統(tǒng)等進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，這是主動(dòng)控制4WS系統(tǒng)研究的長(zhǎng)期目標(biāo)。 設(shè)計(jì)內(nèi)容和預(yù)期成果 （具體設(shè)計(jì)內(nèi)容和重點(diǎn)解決的技術(shù)問(wèn)題、預(yù)期成果和提供的形式） 1、設(shè)計(jì)內(nèi)容 1、ADAMS中建立四輪轉(zhuǎn)向仿真模型； 3、進(jìn)行可視化仿真。 2、預(yù)期成果 1、完成仿真模型，進(jìn)行分析； 2、完成論文。 擬采取設(shè)計(jì)方法和技術(shù)支持 （設(shè)計(jì)方案、技術(shù)要求、實(shí)驗(yàn)方法和步驟、可能遇到的問(wèn)題和解決辦法等） 用虛擬樣機(jī)技術(shù)建立四輪轉(zhuǎn)向仿真模型，并進(jìn)行仿真，從而達(dá)到縮短設(shè)計(jì)周期和節(jié)約實(shí)驗(yàn)金費(fèi)的目的。 實(shí)現(xiàn)本項(xiàng)目已具備的條件 （包括過(guò)去學(xué)習(xí)、研究工作基礎(chǔ)，現(xiàn)有主要儀器設(shè)備、設(shè)計(jì)環(huán)境及協(xié)作條件等） 1、 可以從圖書(shū)館借閱相關(guān)的文獻(xiàn)資料； 2、 要有一臺(tái)較高性能的電腦，便于進(jìn)行仿真試驗(yàn)； 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(chē)轉(zhuǎn)向的相關(guān)知識(shí)。 各環(huán)節(jié)擬定階段性工作進(jìn)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(xiàn)，完成文獻(xiàn)綜述，完成外文翻譯，撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告； 5-8周 利用ADAMS建立四輪轉(zhuǎn)向的仿真模型，進(jìn)行仿真試驗(yàn)； 13-14周 進(jìn)行仿真； 15-16周 總結(jié)畢業(yè)設(shè)計(jì)，按照規(guī)范編寫(xiě)論文準(zhǔn)備答辯。 開(kāi) 題 報(bào) 告 審 定 紀(jì) 要 時(shí) 間 地點(diǎn) 主持人 參 會(huì) 教 師 姓 名 職 務(wù)（職 稱(chēng)） 姓 名 職 務(wù)（職 稱(chēng)） 論 證 情 況 摘 要 記錄人： 指 導(dǎo) 教 師 意 見(jiàn) 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 教 研 室 意 見(jiàn) 教研室主任簽名： 年 月 日 第 6 頁(yè) 共4頁(yè)