基于Adams和MATLAB的赛车转向系统联合仿真优化

摘要

转向系统直接关系到赛车的转向性能与操纵性能,是赛车设计中的重要部分。基于Adams/Insight模块以轮跳时前束角变化和阿克曼系数为联合优化目标对FSEC转向系统的节臂点和断开点进行了迭代优化,使实际阿克曼系数与加入侧偏角时理论阿克曼系数的差值和轮跳时前束角的变化在合理范围内,并在MATLAB中建立带有侧偏角的理想内外轮转角关系和实际转向机构的内外轮转角关系进行参数的评价,查看两者的趋近情况。如果对节臂点和断开点单独优化,则会出现轮跳时前束角的变化和阿克曼系数的单一最优解,根据结果来看这是相互矛盾的,即当一个变量向理想方向趋近时,另一个变量会远离理想范围。同时考虑前束角和阿克曼系数两个优化目标的影响,并且根据赛车经常行驶的路况合理的分配两个优化目标的比重。这极大地避免了单一优化目标导致产生局部最优解现象,而更有利于找到梯性参数所服从的全局最优解。这利于提高转向的整体性能,包括转向的灵敏性、轻便型和稳定性等,保证行驶时四轮尽可能做纯滚动运动,让轮胎正常磨损。结果表明优化后的前束角在平行轮跳仿真时的变化量减少1.2°,与未优化前相比轮跳极限值降低了83%。且实际阿克曼曲线和45%阿克曼曲线拟合效果比较理想。