Kinematic Steering

Кинематическое регулирование для Акермана, реечного механизма и параллельных рулевых механизмов

Библиотека:
Vehicle Dynamics Blockset / регулирование

Описание

Блок Kinematic Steering реализует держащуюся модель, чтобы определить левые и правые углы колеса для Акермана, реечного механизма и параллельных рулевых механизмов. Блок использует систему координат транспортного средства.

Чтобы задать держащийся тип, используйте параметр Type.

Установка	Блокируйте реализацию
`Ackerman`	Идеал Акерман, держащийся. Углы колеса имеют общий центр круга превращения.
`Rack and pinion`	Идеальное регулирование реечного механизма. Механизмы преобразуют держащееся вращение в линейное движение.
`Parallel`	Параллельное регулирование. Углы колеса равны.

Чтобы задать тип данных для рулевого механизма, используйте параметр Parametrized by.

Установка	Блокируйте реализацию
`Constant`	Рулевой механизм использует постоянные данные о параметре.
`Lookup table`	Рулевой механизм реализует таблицы для данных о параметре.

Используйте параметр Location, чтобы задать переднее или заднее регулирование.

Установка	Реализация
Front	Переднее регулирование
Rear	Заднее регулирование

Установка

Реализация

Front

Переднее регулирование

Figure of front steering turning right

Rear

Заднее регулирование

Figure of rear steering turning right

Регулирование типов

Акерман

Для идеала Акерман, держащийся, углы колеса имеют общий круг превращения.

Figure of Ackerman steering turning right around turning circle

Чтобы вычислить держащиеся углы, блок использует эти уравнения.

$\begin{array}{l} \cot (δ_{L}) - \cot (δ_{R}) = \frac{T W}{W B} \\ δ_{v i r} = \frac{δ_{i n}}{γ} \\ δ_{L} = \tan^{- 1} (\frac{W B \tan (δ_{v i r})}{W B - 0.5 T W \tan (δ_{v i r})}) \\ δ_{R} = \tan^{- 1} (\frac{W B \tan (δ_{v i r})}{W B + 0.5 T W \tan (δ_{v i r})}) \end{array}$

Рисунок и уравнения используют эти переменные.

_δin	Регулирование угла
_δL	Оставленный угол колеса
_δR	Правильный угол колеса
_δvir	Виртуальный угол колеса
TW	Ширина дорожки
WB	Основа колеса
γ	Регулирование отношения

Реечный механизм

Для идеального регулирования реечного механизма механизмы преобразуют держащееся вращение в линейное движение.

Figure of rack, rod, and arm in rack and pinion steering mechanism

Figure of rod in rack and pinion steering mechanism

Чтобы вычислить держащиеся углы, блок использует эти уравнения.

$\begin{array}{l} l_{1} = \frac{T W - l_{r a c k}}{2} - Δ P \\ l_{2}^{2} = l_{1}^{2} + D^{2} \\ Δ P = r δ_{i n} \\ β = \frac{π}{2} - \tan^{- 1} [\frac{D}{l_{1}}] - \cos^{- 1} [\frac{l_{a r m}^{2} + l_{2}^{2} - l_{r o d}^{2}}{2 l_{a r m} l_{2}}] \end{array}$

Рисунок и уравнения используют эти переменные.

_δin	Угол руля
_δL	Оставленный угол колеса
_δR	Правильный угол колеса
TW	Ширина дорожки
r	Свяжите радиус
ΔP	Линейное изменение в положении стойки
D	Расстояние между передней осью и стойкой
_lrack	Установите случающуюся длину в стойку
_larm	Регулирование длины руки
_lrod	Свяжите длину стержня

Параллель

Для параллельного регулирования углы колеса равны.

Figure parallel steering where wheel angles are equal

Чтобы вычислить держащиеся углы, блок использует это уравнение.

$δ_{R} = δ_{L} = \frac{δ_{i n}}{γ}$

Рисунок и уравнения используют эти переменные.

_δin	Угол руля
_δL	Оставленный угол колеса
_δR	Правильный угол колеса
γ	Регулирование отношения

Порты

Входной параметр

развернуть все

`AngIn` — Регулирование угла
`scalar`

Регулируя угол, _δin, в рад.

Вывод

развернуть все

`Info` — Сигнал шины
шина

Сигнал шины содержит это вычисление блока.

Сигнал	Описание	Переменная	Модуль
`InstStrgRatio`	Мгновенное руководящее отношение	γ	Нет данных

`AngLft` — Оставленный угол колеса
`scalar`

Оставленный угол колеса, _δL, в рад.

`AngRght` — Правильный угол колеса
`scalar`

Правильный угол колеса, _δR, в рад.

Параметры

развернуть все

`Type` — Выберите держащийся тип
`Ackerman` (значение по умолчанию) | `Rack and pinion` | `Parallel`

Чтобы задать держащийся тип, используйте параметр Type.

Установка	Блокируйте реализацию
`Ackerman`	Идеал Акерман, держащийся. Углы колеса имеют общий центр круга превращения.
`Rack and pinion`	Идеальное регулирование реечного механизма. Механизмы преобразуют держащееся вращение в линейное движение.
`Parallel`	Параллельное регулирование. Углы колеса равны.

Зависимости

Эта таблица суммирует Type и зависимости от параметра Parametrized by.

Ввод	Параметрированный	Создает параметры
`Ackerman`	`Constant`	Track width, TrckWdth Wheel base, WhlBase Deadband, Db Steering range, StrgRng Steering ratio, StrgRatio
`Ackerman`	`Lookup table`	Track width, TrckWdth Wheel base, WhlBase Deadband, Db Steering range, StrgRng Steering angle breakpoints, StrgAngBpts Steering ratio table, StrgRatioTbl
`Rack and pinion`	`Constant`	Track width, TrckWdth Deadband, Db Steering range, StrgRng Steering arm length, StrgArmLngth Rack casing length, RckCsLngth Tie rod length, TieRodLngth Distance between front axis and rack, D Pinion radius, PnnRadius
`Rack and pinion`	`Lookup table`	Track width, TrckWdth Deadband, Db Steering range, StrgRng Steering angle breakpoints, StrgAngBpts Steering arm length, StrgArmLngth Rack casing length, RckCsLngth Tie rod length, TieRodLngth Distance between front axis and rack, D Pinion radius, PnnRadiusTbl
`Parallel`	`Constant`	Deadband, Db Steering range, StrgRng Steering ratio, StrgRatio
`Parallel`	`Lookup table`	Deadband, Db Steering range, StrgRng Steering angle breakpoints, StrgAngBpts Steering ratio table, StrgRatioTbl

`Parametrized by` — Выберите параметризацию
`Constant` (значение по умолчанию) | `Lookup table`

Чтобы задать тип данных для рулевого механизма, используйте параметр Parametrized by.

Установка	Блокируйте реализацию
`Constant`	Рулевой механизм использует постоянные данные о параметре.
`Lookup table`	Рулевой механизм реализует таблицы для данных о параметре.

Зависимости

Эта таблица суммирует Type и зависимости от параметра Parametrized by.

Ввод	Параметрированный	Создает параметры
`Ackerman`	`Constant`	Track width, TrckWdth Wheel base, WhlBase Deadband, Db Steering range, StrgRng Steering ratio, StrgRatio
`Ackerman`	`Lookup table`	Track width, TrckWdth Wheel base, WhlBase Deadband, Db Steering range, StrgRng Steering angle breakpoints, StrgAngBpts Steering ratio table, StrgRatioTbl
`Rack and pinion`	`Constant`	Track width, TrckWdth Deadband, Db Steering range, StrgRng Steering arm length, StrgArmLngth Rack casing length, RckCsLngth Tie rod length, TieRodLngth Distance between front axis and rack, D Pinion radius, PnnRadius
`Rack and pinion`	`Lookup table`	Track width, TrckWdth Deadband, Db Steering range, StrgRng Steering angle breakpoints, StrgAngBpts Steering arm length, StrgArmLngth Rack casing length, RckCsLngth Tie rod length, TieRodLngth Distance between front axis and rack, D Pinion radius, PnnRadiusTbl
`Parallel`	`Constant`	Deadband, Db Steering range, StrgRng Steering ratio, StrgRatio
`Parallel`	`Lookup table`	Deadband, Db Steering range, StrgRng Steering angle breakpoints, StrgAngBpts Steering ratio table, StrgRatioTbl

`Location` — Выберите местоположение
Front (значение по умолчанию) | Rear

Используйте параметр Location, чтобы задать переднее или заднее регулирование.

Установка	Реализация
Front	Переднее регулирование
Rear	Заднее регулирование

Установка

Реализация

Front

Переднее регулирование

Figure of front steering turning right

Rear

Заднее регулирование

Figure of rear steering turning right

`Normalization factor, NrmFctr` — Настройте держащийся угол
`scalar`

Фактор, _NrmFctr, что использование блока, чтобы настроить держащееся отношение, γ или радиус шестерни, r. Блок может только нормировать, если вам установили Parametrized by на Constant.

Чтобы настроить держащееся отношение или радиус шестерни, нажмите Normalize.

Регулирование типа Нормализация

Регулирование типа	Нормализация
`Ackerman` `Parallel`	Блок обновляет параметр Steering ratio, StrgRatio к нормированному значению, _γnrm, заданному этим уравнением. $γ_{n r m} = \frac{1}{N r m_{F c t r}}$
`Rack and pinion`	Блок обновляет параметр Pinion radius, PnnRadius к использованию коэффициента нормализации, _NrmFctr.

Ackerman

Parallel

Блок обновляет параметр Steering ratio, StrgRatio к нормированному значению, _γnrm, заданному этим уравнением.

$γ_{n r m} = \frac{1}{N r m_{F c t r}}$

Rack and pinion

Блок обновляет параметр Pinion radius, PnnRadius к использованию коэффициента нормализации, _NrmFctr.

Общий

`Track width, TrckWdth` width
1 (значение по умолчанию) | `scalar`

Ширина дорожки, TW, в m.

Зависимости

Чтобы создать этот параметр, установите Type на Ackerman или Rack and pinion.

`Wheel base, WhlBase` — Основа
1.524 (значение по умолчанию) | `scalar`

Основа колеса, WB, в m.

Зависимости

Чтобы создать этот параметр, установите Type на Ackerman.

`Deadband, Db` — Мертвая зона
0 (значение по умолчанию) | `scalar`

Руководящий угол мертвой зоны перед шестерней затрагивает механизм в рад.

`Steering range, StrgRng` Область значений
`1.25*pi` (значение по умолчанию) | `scalar`

Регулирование области значений, в рад. Блок ограничивает углы колеса, чтобы остаться в держащейся области значений.

`Steering ratio, StrgRatio` — Отношение
100 (значение по умолчанию) | `scalar`

Регулируя отношение, γ, безразмерный.

Зависимости

Создать этот параметр:

Установите Type на Ackerman или Parallel.
Установите Parametrized by на Constant.

`Steering angle breakpoints, StrgAngBpts` — Точки останова
[-6.2832 -5.0265 -3.7699 -2.5133 -1.2566 0 1.2566 2.5133 3.7699 5.0265 6.2832] (значение по умолчанию) | `vector`

Регулирование угловых точек останова, в рад.

Зависимости

Чтобы создать этот параметр, установите Parametrized by на Lookup table.

`Steering ratio table, StrgRatioTbl` Таблица
[13.5000 13.3750 13.2500 13.1250 13.0000 13.0000 13.0000 13.1250 13.2500 13.3750 13.5000] (значение по умолчанию) | `vector`

Регулируя таблицу отношения, γ, безразмерный.

Зависимости

Создать этот параметр:

Установите Type на Ackerman или Parallel.
Установите Parametrized by на Lookup table.

Реечный механизм

`Steering arm length, StrgArmLngth` длина
0.1 (значение по умолчанию) | `scalar`

Регулируя длину руки, _larm, в m.

Зависимости

Чтобы создать этот параметр, установите Type на Rack and pinion.

`Rack casing length, RckCsLngth` длина
0.5 (значение по умолчанию) | `scalar`

Установите в стойку случающуюся длину, _lrack, в m.

Зависимости

Чтобы создать этот параметр, установите Type на Rack and pinion.

`Tie rod length, TieRodLngth` длина
0.248 (значение по умолчанию) | `scalar`

Свяжите длину стержня, _lrod, в m.

Зависимости

Чтобы создать этот параметр, установите Type на Rack and pinion.

`Distance between front axis and rack, D` — Расстояние
0.2 (значение по умолчанию) | `scalar`

Расстояние между передней осью и стойкой, D, в m.

Зависимости

Чтобы создать этот параметр, установите Type на Rack and pinion.

`Pinion radius, PnnRadius` — Радиус
0.0057 (значение по умолчанию) | `scalar`

Свяжите радиус, r, в m.

Зависимости

Создать этот параметр:

Установите Type на Rack and pinion.
Установите Parametrized by на Constant.

`Pinion radius table, PnnRadiusTbl` Таблица
[0.0055 0.0055 0.0056 0.0057 0.0057 0.0057 0.0058 0.0057 0.0056 0.0055 0.0055] (значение по умолчанию) | `vector`

Свяжите таблицу радиуса, r, в m.

Зависимости

Создать этот параметр:

Установите Type на Rack and pinion.
Установите Parametrized by на Lookup table.

Ссылки

[1] Crolla, Дэвид, Дэвид Фостер, и др. Энциклопедия Автомобильной Разработки. Объем 4, Часть 5 (Системы Шасси) и Часть 6 (Электрические и Электронные системы). Чичестер, Западный Сассекс, Соединенное Королевство: John Wiley & Sons Ltd, 2015.

[2] Гиллеспи, Томас. Основные принципы динамики аппарата. Варрендэйл, PA: ассоциация инженеров автомобилестроения, 1992.

[3] Комитет по стандартам динамики аппарата. Терминология динамики аппарата. SAE J670. Варрендэйл, PA: ассоциация инженеров автомобилестроения, 2008.

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью Simulink® Coder™.

Смотрите также

Dynamic Steering | Mapped Steering

Темы

Системы координат в Vehicle Dynamics Blockset

Введенный в R2018a

Документация

Kinematic Steering

Описание

Регулирование типов

Порты

Входной параметр

AngIn — Регулирование угла scalar

Вывод

Info — Сигнал шины шина

AngLft — Оставленный угол колеса scalar

AngRght — Правильный угол колеса scalar

Параметры

Type — Выберите держащийся тип Ackerman (значение по умолчанию) | Rack and pinion | Parallel

Зависимости

Parametrized by — Выберите параметризацию Constant (значение по умолчанию) | Lookup table

Зависимости

Location — Выберите местоположение Front (значение по умолчанию) | Rear

Normalization factor, NrmFctr — Настройте держащийся угол scalar

Track width, TrckWdth width1 (значение по умолчанию) | scalar

Зависимости

Wheel base, WhlBase — Основа1.524 (значение по умолчанию) | scalar

Зависимости

Deadband, Db — Мертвая зона0 (значение по умолчанию) | scalar

Steering range, StrgRng Область значений 1.25*pi (значение по умолчанию) | scalar

Steering ratio, StrgRatio — Отношение100 (значение по умолчанию) | scalar

Зависимости

Steering angle breakpoints, StrgAngBpts — Точки останова[-6.2832 -5.0265 -3.7699 -2.5133 -1.2566 0 1.2566 2.5133 3.7699 5.0265 6.2832] (значение по умолчанию) | vector

Зависимости

Steering ratio table, StrgRatioTbl Таблица[13.5000 13.3750 13.2500 13.1250 13.0000 13.0000 13.0000 13.1250 13.2500 13.3750 13.5000] (значение по умолчанию) | vector

Зависимости

Steering arm length, StrgArmLngth длина0.1 (значение по умолчанию) | scalar

Зависимости

Rack casing length, RckCsLngth длина0.5 (значение по умолчанию) | scalar

Зависимости

Tie rod length, TieRodLngth длина0.248 (значение по умолчанию) | scalar

Зависимости

Distance between front axis and rack, D — Расстояние0.2 (значение по умолчанию) | scalar

Зависимости

Pinion radius, PnnRadius — Радиус0.0057 (значение по умолчанию) | scalar

Зависимости

Pinion radius table, PnnRadiusTbl Таблица[0.0055 0.0055 0.0056 0.0057 0.0057 0.0057 0.0058 0.0057 0.0056 0.0055 0.0055] (значение по умолчанию) | vector

Зависимости

Ссылки

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++ Генерация кода C и C++ с помощью Simulink® Coder™.

Смотрите также

Темы

Документация Vehicle Dynamics Blockset

Поддержка

`AngIn` — Регулирование угла
`scalar`

`Info` — Сигнал шины
шина

`AngLft` — Оставленный угол колеса
`scalar`

`AngRght` — Правильный угол колеса
`scalar`

`Type` — Выберите держащийся тип
`Ackerman` (значение по умолчанию) | `Rack and pinion` | `Parallel`

`Parametrized by` — Выберите параметризацию
`Constant` (значение по умолчанию) | `Lookup table`

`Location` — Выберите местоположение
Front (значение по умолчанию) | Rear

`Normalization factor, NrmFctr` — Настройте держащийся угол
`scalar`

`Track width, TrckWdth` width
1 (значение по умолчанию) | `scalar`

`Wheel base, WhlBase` — Основа
1.524 (значение по умолчанию) | `scalar`

`Deadband, Db` — Мертвая зона
0 (значение по умолчанию) | `scalar`

`Steering range, StrgRng` Область значений
`1.25*pi` (значение по умолчанию) | `scalar`

`Steering ratio, StrgRatio` — Отношение
100 (значение по умолчанию) | `scalar`

`Steering angle breakpoints, StrgAngBpts` — Точки останова
[-6.2832 -5.0265 -3.7699 -2.5133 -1.2566 0 1.2566 2.5133 3.7699 5.0265 6.2832] (значение по умолчанию) | `vector`

`Steering ratio table, StrgRatioTbl` Таблица
[13.5000 13.3750 13.2500 13.1250 13.0000 13.0000 13.0000 13.1250 13.2500 13.3750 13.5000] (значение по умолчанию) | `vector`

`Steering arm length, StrgArmLngth` длина
0.1 (значение по умолчанию) | `scalar`

`Rack casing length, RckCsLngth` длина
0.5 (значение по умолчанию) | `scalar`

`Tie rod length, TieRodLngth` длина
0.248 (значение по умолчанию) | `scalar`

`Distance between front axis and rack, D` — Расстояние
0.2 (значение по умолчанию) | `scalar`

`Pinion radius, PnnRadius` — Радиус
0.0057 (значение по умолчанию) | `scalar`

`Pinion radius table, PnnRadiusTbl` Таблица
[0.0055 0.0055 0.0056 0.0057 0.0057 0.0057 0.0058 0.0057 0.0056 0.0055 0.0055] (значение по умолчанию) | `vector`

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью Simulink® Coder™.