轿车四轮转向电控系统设计开题报告.doc

? ? xxxx学院本科 本科毕业设计开题报告 ?? 题 目 轿车四轮转向电控系统设计 学生姓名 xxx 学号 xxxxx 所在学院 机械工程学院 专业班级 xxxxx 指导教师 xxxxxxx ? ? 2015 年 4 月 7 日 题 目 ?轿车四轮转向电控系统设计 一、选题的目的及研究意义 ? 目的: 本设计的目的是为了满足人们对于驾驶体验的要求，将四轮转向电控系统应用到轿车上。用传感器收集轿车行驶和转向时的各种数据，再通过ECU对各项数据进行处理和计算，最后转化为电信号来控制转向执行器工作，使轿车在转弯或者调头时的转弯半径减小，改善横摆角速度的瞬态性能指标。程序控制，实现汽车的四轮转向。使轿车在低速行驶转向并且转向盘转动角度很大时，其后轮相对于前轮反向偏转，并且偏转角度随转向盘转角增大而在一定范围内增大。如轿车急转弯、调头行驶、避障行驶或进出车库时从而使轿车转向半径减小，转向机动性能提高。轿车在高速行驶转向时，后轮应相对于前轮同向偏转，从而使轿车车身的横摆角度和横摆角速度大为减小，使轿车高速行驶时的操纵稳定性显著提高。 意义： 随着汽车技术的发展，汽车行驶速度的提高及道路行驶密度的增大，做为实现主动安全性的方法之一的四轮转向技术日益受到重视。而在轿车上使用四轮转向系统不仅能改善驾驶员的驾驶体验，充分的利用空间，减小能耗，而且使轿车在行驶的过程中更加稳定、安全。 二、综述与本课题相关领域的研究现状、发展趋势、研究方法及应用领域等 ?研究现状： 2012年桂林、任燕介绍了电控电动式四轮转向(4WS)系统的基本组成结构工作原理，对四轮转向系统的转向电机、整车驱动电机，以及传感器的选取做了较详细的介绍分析。在研究现有4WS电控技术的基础上，提出了在助力转向条件下前、后轮分别由电机驱动，同时由电控单元(ECU)监测控制的四轮转向 技术。对未来四轮转向电控技术和展趋势做了进一步的分析展望。 2013年李辰旸、罗文广为了充分发挥四轮转向技术在改善汽车操纵稳定性方面的 优势， 对汽车转向的理想状态进行分析，构建理想转向模型。依据具有二次型性能指标的最优控制理论，以汽车转向理想模型作为跟踪目标采用基于状态 反馈和前轮前馈的控制策略，对四轮转向汽车后轮转向控制规律进行研究。利用 Matlab工具，对所提出的后轮转向最优控制方法进行仿真。仿真结果表明：所设计的后轮转角最优控制器改善汽车转向的瞬态与稳态响应特性，其瞬态响应的 超调量减少，稳定时间缩短；侧向滑移的稳态值有所降低，从而提高汽车转向的 操纵稳定性。 2014年羊玢、陈宁建立了四轮转向车辆(4WS)的动力学模型，基于单点预瞄的驾驶员数学模型，编写了四轮转向车辆在S型道路和复杂赛车跑道行驶的闭环运动仿真程序，对比例控制策略的四轮转向车辆进行运动学和动力学进行高速动态仿真。仿真结果表明:在高速行驶下的四轮转向车辆操纵稳定性优于前轮转向车辆， 系统具有良好的动态特性，更能有效地提高车辆瞬态操纵稳定性和安全性。 发展前景： 电控电动式4WS系统的技术展望目前在成型的4WS汽车中主要采用电控液压式4WS系统。虽然电控电动式4WS系统发展较晚，相应的技术还不够成熟，存在动力小、ECU复杂、成本高等不足之处，但随着现代电子技术、电机技术的飞速发展和应用，电控电动式4WS系统在技术上将不断完善，在转向控制性能、系统布置、节能等方面也将越来越显示其优越性，其应用前景广阔，必将取代电控液压式4WS系统，并成为4WS系统发展的主流。它的发展趋势有以下几点： 　　（1）针对4WS系统，进一步开发、设计高性能、高精度、高灵敏度的传感器，以便于正确地检测汽车的运动信号。 　　（2）将先进的控制理论与控制方法应用于4WS控制器的研究中，提高转向控制性能。 　　（3）改进步进电动机的结构和控制技术，消除步进电动机工作时存在的振荡、失步、振动、噪声等不足。 　　（4）研究、设计结构合理、布置方便的后轮转向传动机构，实现后轮的正确转向。 　　（5）进一步简化系统，减小系统结构的体积，控制生产成本。 　　（6）把4WS技术与其它主动安全技术（如4WD、ABS、AS