自倾式三轮摩托车的动力学仿真开题报告

1. 研究目的与意义

1.摩托车是一种便捷的交通工具，为大众所喜爱。但摩托车的稳定性远不如四轮汽车，在直线状态下都容易打漂，滑移，特别是在弯道行驶下，更容易引发交通事故。近年来，越来越多的摩托车，三轮代步车出现，方便了人们的出行生活。但是由于市场上生产此类车辆的质量参差不齐，也没有完整系统的管理方式，导致事故频发。本文提出的自倾式三轮摩托车提供了良好的解决方案，且排放量小，重量轻，空气阻力小，便于上手与操纵。但是随着数量的增加，此类车辆必须提供与乘用车相同高的安全水平。由于车辆的结构特殊性，他们在转弯时容易发生侧翻。为了防止这种情况发生，需要使车辆自动倾斜以补偿由于轮胎产生的侧向力力矩。这种车的成功主要取决于用于倾斜车辆的控制策略。本文重在讨论如何实现自动侧倾的控制。

2.随着车辆设计和使用中越来越多的考虑节能环保的要求，可供单人驾乘的狭长型车（NTV）逐渐出现。但是狭长型车辆选择三个车轮作为行驶系统时，其操纵稳定性成为限制车辆行驶速度的主要原因之一。车辆在转向时通常会降低车速以避免侧翻或失控，NTV在转向时采用车体向转向的内侧倾斜来保持行驶稳定，而车体倾斜角度取决于车速、转向半径、车轮转角等因素的综合影响。本课题以三轮电动车辆的自倾斜稳定技术为研究对象，设计一个车身在转弯行驶过程中自动产生向路径内侧倾斜的实现机构，并在此基础上建立整车非线性动力学模型和仿真模型，通过数值仿真分析在不同车速和转向车轮转角输入条件下，车身倾斜角度对行驶稳定性的影响，获取车轮角与车身倾斜角度的车辆稳定的参数区域，为车辆稳定性设计提供参考。

2. 国内外研究现状分析

摩托车是一种便捷的交通工具，为大众所喜爱。但摩托车的稳定性远不如四轮汽车，在直线状态下都容易发漂，滑移，特别是在弯道行驶下。目前，市场上三轮车的基本结构是前单轮、后双轮的等腰三角形，它由前轮、前叉、 车架、后车轴以及后轮等组成，前轮与前叉连接，前叉与车架前端连接，车架后部与后车轴 连接，后车轴又与两个后轮连接。这种结构的车型虽然在停车或车速较慢时的稳定性较好， 但是在速度稍快或转弯时稳定性就明显降低，而且操控时灵活性也较差。目前市场上公开了一种自由倾斜自动回正式正三轮机动车，其特征是， 在车身回正机构支架上安装车身回正驱动电机及减速器和车身回正动力电磁离合器，在电 磁离合器的输出轴上装有传动链轮并与车身回正传动链连接，在车身回正机构支架上还装 有车身固定电磁锁，车身回正机构支架与上平衡杆之间安装有车身倾斜缓冲阻尼器和车身倾斜度检测传感。虽然这种结构的三轮机动车转向时的灵活性有了提高，但是，在高速运动 时稳定性仍然较差，由于它的前轮始终是单轮结构，这样在高速转向时产生的向心力很容易使车体倾斜并翻倒，造成事故；而且由于后轮是采用的双轮结构，其转向时的半径仍然较大，操控时的灵活性始终会受到限制，这也是后双轮结构的车体无法克服的缺陷。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：1.查阅和了解ntv车辆的国内外的研究现状和研究技术。

2.选择和设计一种车身自动实现倾斜的车载装置，然后采用牛顿-欧拉法建立三轮电动车辆的动力学模型。

3.利用matlab/simulink软件建立车辆的仿真模型。

4. 研究创新点

1.分析多自由度下的汽车行驶方案以及汽车转向平衡控制2.考虑乘客在不同姿势下对汽车平衡性的影响3.根据不同转向过程响应不同程度的自倾控制