畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）任 務(wù) 書設(shè)計（論文）題目：轎車麥弗遜式懸架設(shè)計 學(xué)生姓名：發(fā)任務(wù)書日期：年12月30日 任務(wù)書填寫要求1．畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書由指導(dǎo)教師根據(jù)各課題的具體情況填寫，經(jīng)學(xué)生所在專業(yè)的負責人審查、系（院）領(lǐng)導(dǎo)簽字后生效。此任務(wù)書應(yīng)在畢業(yè)設(shè)計（論文）開始前一周內(nèi)填好并發(fā)給學(xué)生。2．任務(wù)書內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫，不得涂改或潦草書寫；或者按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計的電子文檔標準格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁上下載）打印，要求正文小4號宋體，1.5倍行距，禁止打印在 上 。3．任務(wù)書內(nèi)填寫的內(nèi)容，必須 學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 的情況 一 ， ，應(yīng) 經(jīng) 所在專業(yè) 系（院） 領(lǐng)導(dǎo)審 后 可 填寫。4．任務(wù)書內(nèi) 學(xué)院 、 專業(yè) 名 的填寫，應(yīng)寫 文 ，不 寫 字 ?。學(xué)生的 學(xué)號 要寫號，不 ￠寫￡后2?或1? 字。 5．任務(wù)書內(nèi) 要￥?文§ 的填寫，應(yīng)按currency1'“???學(xué)院fi?畢業(yè)設(shè)計（論文）fl寫 –?的要求書寫。6． 年月日 日期的填寫，應(yīng) 按currency1?標GB/T 7408—94' 據(jù)· ?格式、?? ?、日期 ?”?…‰? 的要求，一?用 `′ 字書寫。? 2002年4月2日 或 2002-04-02”。畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）任 務(wù) 書1．fi畢業(yè)設(shè)計（論文）課題應(yīng)?ˉ的目的：1.? fi畢業(yè)設(shè)計˙學(xué)生¨ 、?? ?所學(xué)?ˇ,— 學(xué)生 用所學(xué)專業(yè)?ˇ ? 工 題的 。2.fi設(shè)計? 根據(jù) 轎車 要 ￥ ，查 ? 、書a， 車 麥弗遜式 懸架???o￥ ，設(shè)計 要 ，并 行 ?，˙學(xué)生學(xué) ? 的 、? 、整 正 ˙用工具，?? ?、? ?學(xué) 的 fi ‰； 學(xué)生 用 設(shè)計 ‰分析與 工 題的 ，樹 正的設(shè)計思想。同?— 學(xué)生 分析 處 專業(yè) 題的 ，˙學(xué)生初步具 工 設(shè)計 從事?學(xué) 的 。為從事fi專業(yè)工作打下堅 的 礎(chǔ)。 2．fi畢業(yè)設(shè)計（論文）課題任務(wù)的內(nèi)容 要求（包括原始 據(jù)、? 要求、工作要求 ）：要內(nèi)容 要求：汽車懸架把車架（或車身）與車軸（或車輪）彈 地連接起來。 要任務(wù)是傳遞作用在車輪 車架（或車身）之”的一切 矩；緩 路面?zhèn)鬟f給車架（或車身）的沖擊載荷，衰減承載系統(tǒng)的振動，保證汽車的行駛平順 ；保證車輪在路面不平 載荷 ?? 想的 動特 ，保證汽車操縱穩(wěn) ，˙汽車獲得高速行駛 。懸架 要由彈 · 、導(dǎo)向 置、減振器、緩沖塊 橫向穩(wěn) 器 組 。麥弗遜式懸架是 今世界用的￡廣泛的轎車前懸架之一。麥弗遜式懸架由螺旋彈簧、減震器、三角形下擺臂組 ，絕大 分車 還 加上橫向穩(wěn) 桿。要求 ： 麥弗遜式懸架???o￥ ；對導(dǎo)向機? 行受 分析；設(shè)計減振彈簧、選 減振器； 要 設(shè)計與強度計算；繪制 圖 ?圖。工作要求：?合 習(xí) ?開?，設(shè)計。所需條 ： ? 工具 手段（儀器、儀? ）； 的手冊 文§? ； ?車輛 設(shè)備；電腦 CAD軟 并 上網(wǎng)? ? 。 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）任 務(wù) 書3．對fi畢業(yè)設(shè)計（論文）課題 果的要求〔包括圖?、 物 硬 要求〕：對fi畢業(yè)設(shè)計課題 果的要求為：1.在 ? 礎(chǔ)上， 麥弗遜式懸架???o￥ ；對導(dǎo)向機? 行受 分析；設(shè)計減振彈簧、選 減振器； 要 設(shè)計與強度計算。2.符合要求的 圖 ?圖。3.符合 –的畢業(yè)設(shè)計說明書一份。4.翻譯一篇1萬印刷符以上與課題 的專業(yè)外文? 。 4． 要￥?文§： [1] 陳家瑞.汽車?造（上下冊）（第3版）[M].北 ：機 工業(yè) 版 ，2009.[2] 生.汽車 論(第5版)[M].北 ：機 工業(yè) 版 ，2009.[3] .汽車設(shè)計(第4版)[M].北 ：機 工業(yè) 版 ，2004.[4] ， .汽車系統(tǒng)動 學(xué)[M].北 ：機 工業(yè) 版 ，2005.[5] .汽車?造 工 [M].北 ： 大學(xué) 版 ，2008.[6] ? ， ? .汽車設(shè)計課 設(shè)計指導(dǎo)書[M].北 ：機 工業(yè) 版 ，2010.[7] .汽車設(shè)計[M].北 ：北 大學(xué) 版 .2008.[8] '汽車工 手冊? .汽車工 手冊（設(shè)計篇）[M].北 ：人 ? 版 ，2001.[9] .汽車 設(shè)計[M].北 ：大學(xué) 版 ，2010.[10] ?“?.汽車車身設(shè)計[M].北 ：機 工業(yè) 版 ，2007.[11] ￠￡,?￥?.汽車動 系統(tǒng)計算§? currency1'[M].北 ：北 工大學(xué) 版 ，2009.[12] “??，?名fi.機 設(shè)計（第fl版）[M].北 ：高 教 版 ，2006.[13] ––?，?· .? 學(xué)（第2版）[M].北 ： 大學(xué) 版 ，2008.[14] 平 .AutoCAD2011 文版機 設(shè)計 ?教 [M].北 ：機 工業(yè) 版 ，2010.[15] . ??Pro/ENGINEER?”5.0 文版 設(shè)計 礎(chǔ)?…[M].北 ：電子工業(yè) 版，2010.[16] ‰ .CATIA V5機 （汽車） ?CAD/CAE/CAM ??教 [M].北 ：人 ? 版，2007.[17] 周 `.車輛懸架設(shè)計 論[M].北 ：北 大學(xué) 版 ，2011. [18] ′? .麥弗遜式前懸架的設(shè)計改 分析[J].上?汽車，2004，08期. 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）任 務(wù) 書5．fi畢業(yè)設(shè)計（論文）課題工作 度計ˉ：2015-11-04?2015-12-31 2016-01-02?2016-03-05 2016-03-06?2016-03-20 2016-03-21?2016-04-20 2016-04-21?2016-05-05 2016-05-06?2016-05-26 選題，查˙任務(wù)書，? 整 課題 ￥?? ； 行畢業(yè)設(shè)計 ， 開題¨ ，畢業(yè)設(shè)計外文? 翻譯，畢業(yè)設(shè)計??； 麥弗遜式懸架???o￥ ；對導(dǎo)向機? 行受 分析； 設(shè)計減振彈簧、選 減振器； 要 設(shè)計與強度計算；繪制 圖 ?圖；? 畢業(yè)設(shè)計草 ， 行 期?查； 畢業(yè)設(shè)計說明書、設(shè)計圖 由指導(dǎo)?師審 ，指導(dǎo)?師審ˇ? 后，? 畢業(yè)設(shè)計 —? ，準備 ； 根據(jù)學(xué)院 專業(yè) ， 行畢業(yè)設(shè)計（論文） 。 所在專業(yè)審查 ：? 負責人： 2016 年 1 月 22 日畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告設(shè)計（論文）題目：轎車麥弗遜式懸架設(shè)計 學(xué)生姓名：2016 年 1 月 8 日 開題報告填寫要求1．開題報告（含“文獻綜述”）作為畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會對學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見及所在專業(yè)審查后生效；2．開題報告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計的電子文檔標準格式打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)及時交給指導(dǎo)教師簽署意見；3．“文獻綜述”應(yīng)按論文的框架成文，并直接書寫（或打?。┰诒鹃_題報告第一 目內(nèi)，學(xué)生寫文獻綜述的文獻應(yīng) 15 （ ）；4． 年月日 日期的填寫，應(yīng) 按 標GB/T 7408—94 據(jù) 交 格式 交 日期 時 ?的要求，一￠用￡?￥ ?書寫?！臁?004年4月26日”或“2004-04-26”。5 開題報告（文獻綜述）?currency1'按“currency1 ???書寫，fi fl1.5 。畢 業(yè) 設(shè) 計（論文） 開 題 報 告 1．–?畢業(yè)設(shè)計（論文）?題· ，?據(jù)所查?的文獻資料，??”寫 1000??…的文獻綜述： 1.1‰述? 經(jīng)`′??ˉ，??的生˙水¨ ? ? ?的?′，ˇ車—經(jīng)成為??日 生˙ 必 的交工 。 此??對ˇ車的 ， 及 ? ?a ，ˇ車fi業(yè) ? ?的?求? o?ˉ。對 ˇ車 ， 的 ? 要 ˇ車的懸? 統(tǒng)?！噾? 統(tǒng) 指由車? ? 的?? ? 成整 支持 統(tǒng)。懸? 統(tǒng)應(yīng) 的功能 支持車?，改善乘坐的感覺， 同的懸?設(shè)置會使 ? 同的 感受。外 看似簡單的懸? 統(tǒng)綜?多種作用力， ??轎車的穩(wěn)? ， 現(xiàn)代轎車十分 鍵的部件之一。作為ˇ車 –構(gòu)的a要 成部分，一直 ，ˇ車的fi 底盤–構(gòu) 的懸? 統(tǒng) 相 ，?懸?–構(gòu)的簡單 復(fù)雜 直接 ??ˇ車制造成本的′低。一輛ˇ車，既要 又 好，這 極難妥協(xié)又要達到盡 能¨衡的懸架總成設(shè)計，相對廠家的技術(shù)實力，無疑 一 極大的挑戰(zhàn)。麥弗遜式獨立懸架 眾多懸? 統(tǒng) 的一種，它 –構(gòu)簡單 成本低廉 尚 的優(yōu)點贏得?廣泛的市場應(yīng)用。1.2研究現(xiàn)狀轎車最a要的使用 能之一。 車?的固 振動特 ，?車?的固 振動特 又 懸架的特 相 。所 ，ˇ車懸架 保證乘坐 的a要部件。同時，ˇ車懸架作為車架 車軸之 作連接的傳力件，又 保證ˇ車fi 的a要部件。公路條件的改善為ˇ車懸架創(chuàng)造?基本的使用條件，并產(chǎn)生?很大的促進作用?！?公路的迅??ˉ 運輸?的增加 及對′ 能客車的?求，都對ˇ車的 縱穩(wěn)? ¨順 ?出?更′的要求。此外，a型ˇ車對路面破壞機制的研究及認識的進一步加深，政府對′?公路養(yǎng)護的a ，限制超載逐步在 內(nèi)各 受到a ，這 都 促使 型懸架在a型車市場的應(yīng)用 進一步 大。麥弗遜式懸架目前在轎車 用很多。 式懸架 振 作為 導(dǎo)車 動的 ， ?? 其 一currency1。這種懸架 上 并 支 ， 上 。內(nèi) 大， ?動機?置，并￠低車子的a￡。車 上下運動時， ?軸￥的 ?會 §currency1，這 為 振 下 支點 動。 1.3應(yīng)用'“由 其?用 ? ??型車 及大部分 型車使用 內(nèi) 見的廣?本?fi? fl 標–307 一ˇ???·? 上 用?? 一ˇ大眾?? 前懸?? 用?麥弗遜式獨立懸架。?要特” 的 作為超?…車的保時‰911 用?麥弗遜式前懸架，這 證 這?懸架 廣泛的 應(yīng) 。1.4懸架技術(shù)?ˉ的 ` ?ˇ車工′技術(shù)的進步， ?乘坐 縱穩(wěn)? 的ˇ車懸架技術(shù)得到?廣泛a 深?研究，在ˇ車工業(yè)'“ 動懸架受到日?廣泛的a ，—成為懸架技術(shù)?ˉ的a要 `。動懸架 制技術(shù)的進ˉ 最ˉ?出的 動懸架 制? ˙¨ ? 制，由 制? 簡單，—經(jīng)得到?應(yīng)用。 ?現(xiàn)代 制 論的應(yīng)用，?出? 動懸架 機最優(yōu) 制? ， ˙¨ ? 制相?，由 ??更多§?的ˇ—， ? 制效 更好。應(yīng) 制? 識功能，能 應(yīng)懸架載 件特 的§currency1， 動 整 制 ，保持 能指標最優(yōu)。90年代 ， 制? 開 應(yīng)用 懸架 制 。經(jīng) 一 由大?處 單 ( 經(jīng) )所 成的′?并fi的 ￥ 動力 統(tǒng)，其特點 據(jù) ? 學(xué) 應(yīng) 并fi分?處 ， 在車輛懸架的振動 制 廣泛的應(yīng)用前 。用 型電 技術(shù)，研究 開?一? 制 效 能 低 造a? 的ˇ車懸架 統(tǒng) ′的經(jīng)`效? 會效?。 對懸架 統(tǒng)的 ￥ 特點，研究 的懸架 統(tǒng)電 技術(shù) ˇ車懸架 統(tǒng)振動 能改進的??。1.5本?畢業(yè)設(shè)計的?務(wù)o?麥弗遜式懸架–構(gòu) ；對導(dǎo)?機構(gòu)進fi受力分 ；設(shè)計 振?? ? 振 ； 要 部件設(shè)計 ??計?； 制 件 及 。文獻：[1] ?家 .ˇ車構(gòu)造（上下 ）（第3 ）[M].??：機?工業(yè)出 ，2009.[2] ? 生.ˇ車 論(第5 )[M].??：機?工業(yè)出 ，2009.[3] .ˇ車設(shè)計(第4 )[M].??：機?工業(yè)出 ，2004.[4] 喻凡，林逸.ˇ車 統(tǒng)動力學(xué)[M].??：機?工業(yè)出 ，2005.[5] 徐石 .ˇ車構(gòu)造——底盤工′[M].??：清華大學(xué)出 ，2008.[6] 權(quán)，龔 慶.ˇ車設(shè)計?′設(shè)計指導(dǎo)書[M].??：機?工業(yè)出 ，2010.[7] 劉濤.ˇ車設(shè)計[M].??：??大學(xué)出 .2008.[8] ˇ車工′ 編輯委員會.ˇ車工′ （設(shè)計 ）[M].??：?民交 出 ，2001.[9] 霄峰.ˇ車底盤設(shè)計[M].??：清華大學(xué)出 ，2010.[10] 黃金陵.ˇ車車?設(shè)計[M].??：機?工業(yè)出 ，2007.[11] 彭莫,刁增祥.ˇ車動力 統(tǒng)計?匹 及評a[M].??：?? 工大學(xué)出 ，2009.[12] 濮良貴，紀名剛.機?設(shè)計（第八 ）[M].??：′ 教育出 ，2006.[13] 范欽珊，殷雅俊.材料力學(xué)（第2 ）[M].??：清華大學(xué)出 ，2008.[14] 劉¨ .AutoCAD2011 文 機?設(shè)計實例教′[M].??：機?工業(yè)出 ，2010.[15] 林清 .完 精 Pro/ENGINEER野火5.0 文 件設(shè)計基礎(chǔ)?門[M].??：電子工業(yè)出 ，2010.[16] 登峰.CATIA V5機?（ˇ車）產(chǎn)品CAD/CAE/CAM 精 教′[M].??：?民交 出 ，2007.[17] 周長城.車輛懸架設(shè)計及 論[M].??：??大學(xué)出 ，2011. [18] 艾維 .麥弗遜式前懸架的設(shè)計改進及分 [J].上 ˇ車，2004，08期畢 業(yè) 設(shè) 計（論文） 開 題 報 告 2．本?題要研究或解 的問題 擬 用的研究 段（途徑）： 一 本?題所要研究的問題：1.麥弗遜式懸架的–構(gòu) ；2.導(dǎo)?機構(gòu)的受力分 ；3. ??的設(shè)計 的 ?；4. 要 部件的??計?；5. 件 的 制。二 本?題擬 用的研究 段：1. 過書籍 途徑查?相 資料文獻，作為設(shè)計 ；2. 相 車型的 o?相 設(shè)計初 ，–構(gòu)進fi分 ；3. 用Auto-CAD CATIA軟件對麥弗遜式懸架進fi 制 分 ；4. 加? 指導(dǎo)老師 專業(yè)?員的交流，探討解 遇到的疑難問題。 畢 業(yè) 設(shè) 計（論文） 開 題 報 告 指導(dǎo)教師意見：1．對“文獻綜述”的評語：學(xué)生能夠在收集查?畢業(yè)設(shè)計（論文）?題相 文獻資料的基礎(chǔ)上總–”寫文獻綜述，文獻綜述 清晰 格式 范，符?文獻綜述的特點 要求。2．對本?題的深? 廣?及工作?的意見 對設(shè)計（論文）– 的預(yù)測：本?題深?廣? ，工作?符?畢業(yè)設(shè)計要求；經(jīng)過認真充分的準備工作，應(yīng) 能夠§期完成畢業(yè)設(shè)計（論文）工作。3. 否同意開題：√ 同意 □ 同意指導(dǎo)教師： 2016 年 03 月 14 日所在專業(yè)審查意見：同意 負責?： 2016 年 04 月 07 日畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）外 文 參 考 資 料 及 譯 文譯文題目： 針對行車控制應(yīng)用的麥弗遜式懸架系統(tǒng)的新非線性模型學(xué)生姓名專 業(yè)所在學(xué)院指導(dǎo)教師職 稱年 12 月 26 日New Nonlinear Model of Macpherson Suspension System for Ride Control ApplicationsAbstract:In this paper, a new nonlinear model of Macpherson suspension system for ride Control applications is proposed. The model includes the vertical acceleration of the sprung mass and the motions of the unsprung mass subjected to control arm rotation. In addition, it considers physical characteristics of the spindle such as mass and inertia moment. This two degree-of-freedom (DOF) model not only provides a more accurate representation of the Macpherson suspension system for ride control applications but also facilitates evaluation of the kinematic parameters such as camber, caster and king-pin angles as well as track alterations on the ride vibrations. The performances of the nonlinear and linear models are investigated and compared. I. INTRODUCTIONThe Macpherson suspension was created by Earl Macpherson in 1949 for the ford company. Due to its light weight and size compatibility this kind of suspension is widely used in different vehicles. Moreover this kind of vehicle is more popular to be found in the front of the car even though it was also used as a rear suspension. Performance requirements for a suspension system are to adequately support the vehicle weight, to provide effective ride quality which means isolation of the chassis against excitations due to road roughness, to maintain the wheels in the appropriate position so as to have a better handling and to keep tire contact with the ground. However it is well known that these requirements are conflicting, for instance to achieve better isolation of the vehicle chassis from road Irregularities, a larger suspension deflection is required with soft damping, while a large damping yields better stability at the expense of comfort. Thus, the idea of incorporating of active or semi-active suspensions can be considered so as to reach these specifications more than those passive one. Based on a simplified two DOF quarter car model, many semi-active and active control algorithms have been developed to handle these conflicting performance requirements. The simplified two DOF quarter car model , so-called conventional model in this paper, represents two lumped masses of a quarter car system. though the conventional model of the suspension has been widely used in suspension control designs, it is not convenient for the evaluation of the suspension kinematic parameters which significantly affect handling performance of the vehicle. Hence, most of the current control algorithms focus on the enhancement of ride quality without considering structural effects. Note that, without considering the effect of the suspension kinematics , the simple model may not be considered effective. Thus the study about the impacts of the suspension kinematics on the dynamical behavior of the system is necessary. Therefore, the need for an accurate model for the Macpherson suspension system becomes increasingly important for ride control design applications.Based on three nonlinear models of the Macpherson suspension, analyzed the dynamical behavior of this system. A spatial model of the Macpherson suspension to study its kinematic and dynamic performances was formulated by Fallah and Suh. Using a three- dimensional model of a Macpherson suspension, Chen and Beale estimated the dynamic parameters of the mechanism. Although these models are useful in analyzing the structure, they are not suitable for ride control design. Moreover, a three-dimensional model of the Macpherson suspension was employed by Ro and Kim for parameter identification and also for ride control, however, this model, as the previous models, was not applicable for observation of the kinematic parameters. Sohn, et al proposed a new model of the Macpherson suspension for ride control purposes. Nevertheless, in that model the structure and properties of the spindle have not been taken into consideration.In this paper, a comprehensive model of the Macpherson strut wheel suspension system with spindle properties is proposed for ride control applications. The model considers the kinematic properties, the vertical acceleration of the sprung mass and the motions of the unsprung mass subjected to control arm rotation. In addition, it includes physical characteristics of the spindle such as mass and inertia moment. With this model, it is convenient to observe the suspension kinematic parameters subjected to control actuation force, designed to improve the ride quality.II. NEW MODEL OF MACPHERSON SUSPENSION FOR ACTIVE CONTROL APPLICATIONSTo model a Macpherson suspension system for control application, one should take into account both the kinematics and dynamics of the system subjected to the actuation force and road disturbances.Consider a Macpherson suspension system excited by road disturbance. It comprises a quarter-car body, a spindle and a tire, a helical spring, control arm, load disturbance and an actuation force. The structure has two degrees of freedom including vertical displacement of the sprung mass and rotational motion of the control arm when the mass of the strut is ignored. In this research, we focus on building a two DOF model of a Macpherson suspension system.The detailed assumptions in this modeling are made as follows: The sprung mass has only vertical displacement while movements in other directions are ignored. The unsprung mass is connected to the car body through the damper and spring as well as the control arm. Vertical displacement of the sprung mass, rotational displacement of the control arm, are measured from the static equilibrium position and are considered as generalized coordinates. It is assumed that, in the equilibrium condition, the camber angle is zero. Compared to the other links, the mass and stiffness of the strut are neglected. The spring and tire deflections and the damping force are assumed to be in the linear regions of their operation ranges.III. SIMULATION AND VERIFICATION OF MODELA. Comparison of the conventional, linear and nonlinear modelsThe output variables of the conventional model are the vertical displacements of the sprung mass and the unsprung mass whereas in the new model the output vector consists of the displacement of the sprung mass and the angular displacement of the control arm. Thus, the displacement of the sprung mass, is considered as the output variable in order to compare the two models . As suspension on the ride comfort, specially, in the high frequency ranges. Compares the acceleration transmissibility of three models for frequencies between 0- 20 Hz. The linear model represents a good performance of the nonlinear model for the frequencies between 0-5 Hz. However, the conventional model shows the performance of the Macpherson suspension systems with some discrepancies.B. Evaluation of the kinematic parametersSome of the main kinematical parameters which are important in chassis design and affect handling and stability of the vehicle are 1) camber angle; 2) kingpin angle 3) caster angle 4) track. Camber angle alterations are due to rubbing of tires and produce lateral forces acting on the wheel and cause the vehicle to steer to one side. Alterations of kingpin and caster angles affect the self aligning torques and consequently affect the stability and handling of the vehicle when wheels bounce or rebound. When the wheels travel on a bump and rebound, the track changes cause the rolling tire to slip and, also produce lateral forces. In the following simulations, we set the step input for road disturbance equal to 100 mm and time step equal to 0.0001 (s). The camber angle, is the angle between the wheel center plane and a vertical line to the road. In definition, the steering axis is the line passing through the point D and A in the three-dimensional case and the kingpin angle is the angle between the projection of the steering axis on y-z plane and the vertical line to the road. The angle between the projection of the steering axis on the x-z plane and the vertical line to the road is defined as caster angle. The performance of this parameter is illustrated. Track is the lateral distance between the centers of the front wheels. It is obvious that, unlike the previous parameters, the linearization has a large impact on the track. As a result, linear model is not sufficiently accurate for studying the track behavior.IV. CONLUSIONA new nonlinear model of Macpherson suspension is proposed and equations of motion are derived. The new model is more general than conventional model where the structural kinematics and spindle properties are taken into account. In addition, the new model allows investigation of the suspension kinematic parameters affecting on handling and stability of the vehicle while it is impossible or difficult using the other models proposed for the Macpherson suspension in the case of ride control implementation. The nonlinear and linear responses of the model are investigated and shown that the linear model is a good approximation of the nonlinear model for ride quality assessment. However, for evaluation of the kinematic parameter performances nonlinear kinematic relations are used which provide a more accurate study of handling performance and stability condition of the vehicle.針對行車控制應(yīng)用的麥弗遜式懸架系統(tǒng)的新非線性模型摘要:在本文中，提出了一種對于駕駛控制應(yīng)用的麥弗遜式懸架系統(tǒng)新的非線性模型。這種模型包括了懸掛質(zhì)量的垂直加速度，并且進行控制臂轉(zhuǎn)動的非懸掛質(zhì)量的運動。除此之外，它還考慮了主軸的物理特性，例如質(zhì)量和慣性力矩。這種雙自由度的模型不僅為駕駛控制應(yīng)用提供了麥弗遜式懸架系統(tǒng)更準確的表示，同時也方便評估運動學(xué)參數(shù)如外傾角，腳輪和主銷角度以及振動軌道的改變。對非線性和線性模型的性能進行了研究和比較。一 引言麥弗遜式懸架是 1949 年麥弗遜式伯爵在福特公司創(chuàng)造的。由于它的輕重量和尺寸兼容性，這種懸架被廣泛用于不同的車輛。此外，這種懸架更加流行的是裝在汽車的前部，盡管它也被用作一個后懸架。懸架系統(tǒng)的性能是要求充分支撐車輛的重量，以提供有效的乘坐品質(zhì)，這意味著針對由于路面不平導(dǎo)致機架與底盤隔離，維持輪子在適當?shù)奈恢蒙?，以便具有一個更好的操控，并保持與地面的輪胎接觸。然而，眾所周知的是，這些要求是相互矛盾的。例如，在不平順的道路中，汽車底盤能獲得更好的隔離，一個更大的懸架偏轉(zhuǎn)需要具有柔和減震，而較大的減震實在犧牲舒適性的前提下產(chǎn)生更好的穩(wěn)定性。因此，可以考慮納入主動或半主動懸架的想法達成這些規(guī)格?；诤喕碾p自由度汽車模型，許多半主動和主動控制算法已經(jīng)被開發(fā)來處理這些相互矛盾的性能要求。簡化雙自由度汽車模型，在這篇文章中就是所謂的常規(guī)模型，表示兩個集中質(zhì)量的汽車系統(tǒng)。雖然懸架的傳統(tǒng)模型中懸架控制設(shè)計已被廣泛使用，這不便于懸架運動學(xué)參數(shù)有對明顯影響車輛處理性能的評價。因此，大多數(shù)的電流控制算法注重乘車質(zhì)量的提高，而不考慮結(jié)構(gòu)性影響。需要注意的是，在不考慮懸架運動學(xué)的影響，簡單的模型可能被認為是無效的。因此對懸架運動學(xué)上系統(tǒng)的動力學(xué)行為的影響研究是必要的。因此，需要對行駛平順性控制設(shè)計應(yīng)用了麥弗遜懸架系統(tǒng)的精確模型變得越來越重要?；趯湼ミd懸架的三種非線性模型，分析了該系統(tǒng)的動力學(xué)行為。研究麥弗遜式懸架運動學(xué)和動力學(xué)性能的空間模型是法拉赫和徐制定的。利用麥弗遜式懸架的三維模型，陳和比爾估算該機構(gòu)的動態(tài)參數(shù)。雖然這些模型對分析構(gòu)造是有用的，但是它們不適合于駕駛控制設(shè)計。此外，麥弗遜式前懸架的三維模型被榮和金用來識別參數(shù)，也用來識別行駛平順性。然而，因為以前的型號，這種模式并不適用于運動學(xué)參數(shù)研究的觀察。孫某等人提出了一種麥弗遜式懸架行車控制目的的新模式。然而，在該模型中的構(gòu)造和主軸的性質(zhì)沒有考慮進去。在本文中，麥弗遜式懸架支柱車輪懸架系統(tǒng)與主軸性能的綜合模型運用在行車控制運用中。該模型考慮了運動學(xué)特性，懸掛質(zhì)量的垂直加速度，并進行控制臂轉(zhuǎn)動的非懸掛質(zhì)量的運動。除此之外，它還包括了主軸物理特性，例如質(zhì)量和慣性力矩。使用此模型，它可以很方便地觀察懸架運動學(xué)參數(shù)受到的驅(qū)動力，旨在提高行車的的品質(zhì)。二 新麥弗遜式懸架主動控制應(yīng)用程序模型為了模擬控制應(yīng)用中的麥弗遜式懸架系統(tǒng)，其中應(yīng)考慮到遭受的驅(qū)動力和道路干擾的運動學(xué)和動力學(xué)系統(tǒng)?？紤]路面干擾勵磁的麥弗遜式懸架系統(tǒng)，它包括了四分之一個車身，一個主軸和一個輪胎，一個螺旋彈簧，控制臂，負荷干擾和致動力。該結(jié)構(gòu)具有包括彈簧支撐體的垂直位移和控制臂的旋轉(zhuǎn)運動時在支柱的質(zhì)量兩個自由度。在這項研究中，我們著力構(gòu)建麥弗遜式懸架系統(tǒng)的雙自由度模型。這個建模的詳細假設(shè)如下：彈簧加載的質(zhì)量僅具有垂直位移，而忽略了它在其他方向上的運動。非懸掛質(zhì)量是通過阻尼器和彈簧以及控制臂連接到車身的。彈簧支撐體的垂直位移以及該控制臂的旋轉(zhuǎn)位移，都是從靜態(tài)平衡位置附近所測得的并且被認為是廣義坐標。假設(shè)在平衡狀態(tài)下外傾角為零。相比于其他鏈接，支柱的質(zhì)量和剛度都被忽略了。彈簧和輪胎偏轉(zhuǎn)以及阻尼力都被假定為在其操作范圍內(nèi)的在線性區(qū)域內(nèi)。三 仿真和模型驗證A．常規(guī)的線性和非線性模型的比較輸出變量的常規(guī)模型，彈簧的豎向位移質(zhì)量和非簧載的質(zhì)量而在新的模型輸出向量包括位移的彈簧質(zhì)量和角位移的控制臂。因此，位移的簧載質(zhì)量，被考慮作為輸出變量來比較這兩個模型。而作為懸架的乘坐舒適性，特別是在高頻率范圍內(nèi)。比較加速度傳遞率的三種模式為 0-20 赫茲之間的頻率。線性模型表示的 0-5 之間頻率的非線性模型的良好性能。然而，傳統(tǒng)的模型顯示的麥弗遜式懸架系統(tǒng)存在著某些差距。B．運動參數(shù)的評估一些主要的運動參數(shù)，底盤的設(shè)計和處理車輛穩(wěn)定性的影響是很重要的，例如 1) 外傾角 2) 主銷內(nèi)傾角 3) 主銷后傾角 4) 軌道。外傾角的改變是由于輪胎的摩擦而產(chǎn)生作用在車輪上的側(cè)向力，并導(dǎo)致車輛轉(zhuǎn)向一側(cè)。主銷和主銷后傾角的改變影響它們的自回正力矩，當車輪反彈或被反彈時，會影響到整車的穩(wěn)定性和操控性。當車輪行駛在顛簸路段并且被反彈時，軌道的變化會導(dǎo)致滾動輪胎打滑，并且會產(chǎn)生側(cè)向力。在以下的模擬，我們設(shè)置了道路干擾為100 毫米，時間步長等于 0.0001（S）的步驟的輸入。外傾角，是車輪中心平面和垂直線上的角度。在定義中，轉(zhuǎn)向軸是通過點 D 和 A 傳遞三維情況下的線與主銷角度是轉(zhuǎn)向軸的上 y-z 平面的投影和垂直線的道路之間的角度。在 x-z 平面和豎直線的道路的轉(zhuǎn)向軸的投影之間的角被定義為傾角。說明了此參數(shù)的性能。磁道是在前輪的中心之間的橫向距離。顯而易見的是，不象以前的參數(shù)，線性化已經(jīng)在軌道上有了很大的影響。 其結(jié)果是，利用線性模型來研究軌道特性是不夠精確的。四.結(jié)論一個新的、 非線性的麥弗遜式懸架模型和運動方程的推導(dǎo)。新模型比傳統(tǒng)模型結(jié)構(gòu)的運動學(xué)和主軸性能考慮到的更一般。除此之外，新的模型允許在操控以及車輛穩(wěn)定性的影響，而這是不可能或難以利用提出了的麥弗遜式懸架的行車控制實施的情況下，其他型號的懸架運動學(xué)參數(shù)研究的調(diào)查。在該模型的非線性和線性調(diào)查中顯示，該線性模型非常近似于為評估行車質(zhì)量的非線性模型。然而，對于運動參數(shù)性能的評估，非線性運動學(xué)方程均采用了為其提供操控車輛的性能及穩(wěn)定性的更準確的研究。