后轮转向车辆的运动学和动力学仿真分析开题报告

1. 研究目的与意义

目前绝大多数车辆均采用两轮转向，即前轮转向。

但前轮转向的车辆在中、高速作圆周运动时，车身后部会甩出，车身稍微横着一点的姿态作曲线运动，增加了驾驶员在判断和操作上的困难，转弯半径大，驾驶员需要弧度转弯的同时车辆也需要转弯的空间。

本课题旨在研究两轮转向的车辆如果采用后轮转向的话，其运动学和动力学特性和前轮转向的有何区别，进而为车辆的操纵稳定性提高提出一些有意义的观点。

2. 国内外研究现状分析

国外研究现状

最早的四轮转向技术是在1907年，当年日本颁发了第一个四轮转向专利证书，它是通过一根轴将前轮转向机构与后轮转向机构相连，带动后轮转向机构运动^[2]。当车辆低速行驶转向的时候，后轮与前轮通过反向转向来获得较小的转弯半径，从而使车辆的机动性灵活性得到提升。

随着对车辆动力学的进一步研究，发现四轮转向系统(4ws)的优势不仅体现在低速时，在高速下，对车辆的操纵稳定性也有其重要意义。其中日本的研发尤为突出，日本学者furukawa通过研究提出，在高速情况下，后轮与前轮同方向转向会使汽车质心侧偏角减少，从而使得侧向加速度响应的相位滞后减小，在很大程度上提高汽车的操纵稳定性。在1985年nissan公司首先在乘用车上应用了世界上第一套四轮转向系统。该系统使用电控液压系统主动控制后轮转角，明显的改善了汽车在高速情况下的操纵稳定性^[3]。

3. 研究的基本内容与计划

第一周到第二周：明确设计任务，熟悉课题内容，收集和查找相关资料，了解国内外后轮转向技术的研究状况，并撰写开题报告；

第三周到第四周：仔细阅读相关资料，明确设计内容和步骤；

第五周到第十周：建立后轮转向系统的动力学模型，并对其运动特性进行研究。学习并熟悉matlab软件的使用；

4. 研究创新点

利用Matlab软件建立后轮转向系统的动力学模型，并进行运动学和动力学仿真分析对比。