基于渐近神经网络的汽车前轮定位参数反求第35卷第6期2008年6月湖南大学(自然科学版)JournalofHunanUniversity(NaturalSciences)VoI.35.No.6Jun.2008:1674—2974(2008)06—0018,05基于渐近神经网络的汽车前轮定位参数反求莫旭辉,韩旭,钟志华(湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室,机械与汽车工程学院,湖南长沙410082)摘要:利用ADAMS/CAR软件建立了包含轮胎,橡胶衬套的双横臂扭杆独立悬架和转向系统的动力学模型,分析了前轮定位参数对汽车转向力矩的影响,利用渐进的神经网络方法建立前轮定位参数和转向力矩的关系.结果表明:采用渐进神经网络方法反求得到前轮定位参数能够很好满足预先设定的转向力矩要求.关键词:前轮定位;转向;参数反求;汽车;神经网络:U461文献标识码:AIdentificationofFrontWheelAlignmentBasedontheProgressiveNeutralNetworkMethodMOXU—hui',HANXu,ZHONGZhi—hua(StateKeyLaboratoryofAdvancedDesignandManufactureforVehicleBody,CollegeofMechanicalandAutomotiveEngineering,HunanUniv,Changsha,Hunan410082,China)Abstract:AdoublewishbonesuspensionwithatorsionbarandasteeringsystemincludingthetireandtherubberinsertwasbuiltusingADAMS/CAR,andtheeffectofthefrontwheelalignmentonthesteeringwheeltorquewasinvestigated.Aprogressiveneuralnetworkwasadoptedtoinvestigatetherelationshipbetweenthefrontwheelalignmentandthesteeringwheeltorque.Theresultshaveprovedthatthefrontwheelalignmentidentifiedbythisprogressiveneuralnetworkmethodcansuitthesteeringwheeltorque.Keywords:frontwheelalignment;steering;parameteridentification;vehicle;neuralnetwork汽车的前轮定位是指前轮,悬架元件及转向系元件安装到车架或车身上的几何角度和尺寸必须符合一定的要求,以保证汽车直线行驶的稳定性,转向轻便性和回正性,同时减少轮胎的偏磨损和零件的磨损.主要的前轮定位参数有主销后倾角,主销内倾角,偏转力臂/'st,主销偏置距1"8,车轮外倾角等.随着汽车工业和技术的发展,人们对汽车的操纵稳定性和转向轻便性的要求越来越高,前轮定位参数的选择和优化是汽车设计中非常关注的核心问题之一.汽车的设计,一般是先确定前轮定位参数,通过计算得到一个初步的转向力矩,然后在实车的实验过程中不断调试,直到得到满足驾驶员手感的方向盘力矩,整个调试过程需要大量的实验,耗费很长的时间.本文应用反求的思想,从满足驾驶员手感的方向盘输入力矩出发,通过建立渐进的神经网络方法来反求满足转向力矩的前轮定位参数,从而避免了繁杂的调试过程,缩短了新车开发周期,并且使汽车的操纵稳定性和转向轻便性能达到较好的效果.1动力学模型的建立和分析国内外对汽车前轮定位参数的正问题进行了很多研究,文献[5—6]把悬架系统简化为杆系,应用多刚体动力学理论分析了前轮定位参数和回正力矩的收稿日期:2007-12—28基金项目:新世纪优秀人才计划(NECT—O4—0766)和973项目(2OO4CB7194O2)作者简介:莫旭辉(1977一),男,湖南长沙人,湖南大学博士研究生十通讯联系人,E-mail:moxuh@163.COrn第6期莫旭辉等:基于渐近神经网络的汽车前轮定位参数反求19影响,文献[7]采用复数法分析了双横臂悬架前轮定位参数的特性.随着多刚体系统动力学,柔性多体系统动力学理论的发展】,分析前轮定位参数的动力学模型精度也越来越高.文献[9]采用如下转向力矩的动力学平衡方程.左前轮绕其主销回转运动力矩平衡方程:IS1?(+)=SAT(1,1)一了,F1+(DF一1)?SC1一(1一2)?SC2,(1)右前轮绕其主销回转运动力矩平衡方程:IS2?(,-+d2)=SAT(1,2)一了,F2+(1一2)?SC2.(2)其中:IS1,IS2:左,右前轮绕主销的转动惯量;,-:汽车横摆角速度;d,d:左,右前轮绕主销的角速度;SC1,SC2:前,后悬架线刚度;SAT:车轮绕主销的总回正力矩;TF1,TF2:左,右前轮主销干摩擦力矩;DF:转向盘转角按传动比换算到前轮的名义转向角;,:左右前轮绕主销转向角.本文应用ADAMS/CAR软件建立了如图1所示某型车的双横臂扭杆独立悬架和转向系统的动力学虚拟样机模型,模型中考虑了轮胎及橡胶衬套弹性和阻尼对前轮定位参数变化和转向力的影响.力,轮胎磨损增大.主销偏...