转向计算

1 转向系统的功能1.1 驾驶者通过方向盘控制转向轮绕主销的转角而实现控制汽车运动方向。

对方向盘的输入有两种方式：对方向盘的角度输入和对方向盘的力输入。

装有动力转向系统的汽车低速行驶时，操作方向盘的力很轻，却要产生很大的方向盘转角输入，汽车的运动方向纯粹是由转向系统各杆件的几何关系所确定。

这时，基本上是角输入。

而在高速行驶时，可能出现方向盘转角很小，汽车上仍作用有一定的侧向惯性力，这时，主要是通过力输入来操纵汽车。

1.2 将整车及轮胎的运动、受力状况反馈给驾驶者。

这种反馈，通常称为路感。

驾驶者可以通过手—---感知方向盘的震动及运转情况、眼睛—---观察汽车运动、身体—---承受到的惯性、耳朵—---听到轮胎在地面滚动的声音来感觉、检测汽车的运动状态，但最重要的的信息来自方向盘反馈给驾驶者的路感，因此良好的路感是优良的操稳性中不可缺少的部分。

反馈分为力反馈和角反馈从转向系统的功能可以得知：人、车通过转向系统组成了人车闭环系统，是驾驶者对汽车操纵控制的一个关键系统。

2 转向系统设计的基本要求转向系是用来保持或者改变汽车行驶方向的机构，在汽车转向行驶时，保证各转向轮之间有协调的转角关系。

转向系的基本要求如下：2．1 汽车转弯时，全部车轮应绕瞬时回转中心（瞬心）旋转，任何车轮不应有侧滑。

不满足这项要求会加剧轮胎磨损，并降低汽车的操作稳定性。

实际上，没有哪一款汽车能完全满足这项要求，只能对转向梯形杆系进行优化，一般在常用转向角内（内轮15°～25°范围）使转向内外轮运动关系逼近上述要求。

2．2 良好的回正性能汽车转向动作完成后，在驾驶者松开方向盘的条件下，转向轮能自动返回到直线行驶位置，并稳定行驶。

转向轮的回正力矩的大小主要由悬架系统所决定的前轮定位参数确定，一般来说，影响汽车回正的因素有：轮胎侧偏特性、主销内倾角、主销后倾角、前轮外倾、转向节上下球节的摩擦损失、转向节臂长、转向系统的逆效率等。

前轮转向阻力矩计算公式在汽车工程中，轮转向阻力矩是一个重要的参数，它影响着车辆的操控性能和驾驶感受。

轮转向阻力矩是指车辆在转向时，轮胎受到的阻力矩，它与轮胎的侧向力、转向角度、轮胎的特性以及路面的摩擦系数等因素有关。

在以前的研究中，人们通过实验和理论分析，得出了轮转向阻力矩的计算公式，以便更好地理解和预测车辆的操控性能。

在汽车工程中，轮转向阻力矩的计算公式可以表示为：Mz = Fz a μ。

其中，Mz表示轮转向阻力矩，单位为牛顿·米；Fz表示轮胎的垂向力，单位为牛顿；a表示轮胎的侧向力系数，是一个与轮胎特性相关的参数；μ表示路面的摩擦系数，是一个与路面情况相关的参数。

从这个公式可以看出，轮转向阻力矩与轮胎的垂向力、侧向力系数和路面摩擦系数有关。

轮胎的垂向力是指轮胎受到的垂直方向的力，它与车辆的质量、悬挂系统的刚度等因素有关，通常可以通过实验或者仿真计算得到。

轮胎的侧向力系数是指轮胎在侧向力作用下产生的侧向力与侧向力的比值，它与轮胎的结构、材料、胎面花纹等因素有关，通常可以通过轮胎试验得到。

路面的摩擦系数是指路面的摩擦力与垂直方向的力的比值，它与路面的情况、湿度、温度等因素有关，通常可以通过路面摩擦试验得到。

通过这个公式，我们可以看出，轮转向阻力矩与轮胎的特性和路面情况有关，它是一个复杂的参数，需要通过实验和理论分析来得到。

在以前的研究中，人们通过轮胎试验和路面摩擦试验，得到了大量的数据，然后通过理论分析和数值计算，得出了轮转向阻力矩的计算公式。

这些计算公式为汽车工程师提供了重要的参考，可以帮助他们更好地理解和预测车辆的操控性能。

除了轮转向阻力矩的计算公式，人们还通过实验和理论分析，得出了许多与轮转向阻力矩相关的参数和模型。

例如，人们通过研究发现，轮转向阻力矩与车辆的横摆刚度、悬挂系统的刚度、转向系统的传动比等因素有关，通过建立相应的模型，可以更好地理解和预测车辆的操控性能。

这些参数和模型为汽车工程师提供了重要的参考，可以帮助他们更好地设计和调整车辆的悬挂系统、转向系统等部件，以提高车辆的操控性能和驾驶感受。

不足转向度计算公式
转向度是用来衡量物体转动运动的一个概念，用来描述物体围绕其中
一中心轴旋转的程度。

在物理学中，常用的转向度计算公式有以下几种：
1.角度制转向度计算公式：
转向度=(旋转角度/360)*100%
这个公式中，旋转角度是以角度制表示的，将旋转角度除以360并乘
以100%，可以得到物体的转向度。

2.弧度制转向度计算公式：
转向度=(旋转角度/(2*π))*100%
这个公式中，旋转角度是以弧度制表示的，将旋转角度除以2π并乘
以100%，可以得到物体的转向度。

3.转速和时间转向度计算公式：
转向度=(转速*时间)/360
这个公式中，转速是物体每秒旋转的角度数，时间是物体旋转的时间
长度，将转速乘以时间然后除以360，可以得到物体的转向度。

4.角加速度和时间转向度计算公式：
转向度=(0.5*角加速度*时间^2)/360
这个公式中，角加速度是物体每秒平均变化的角速度，时间是物体旋
转的时间长度的平方，将0.5倍的角加速度乘以时间的平方然后除以360，可以得到物体的转向度。

这些公式可以根据具体的情况和需求来选择合适的计算方法。

需要注意的是，转向度是一个比例值，表示相对于一个完整的旋转周期而言，物体所旋转的角度的百分比。

转向梯度计算转向梯度计算是深度学习中非常重要的一个环节，它用于更新神经网络中的参数，以最小化损失函数。

通过梯度计算，我们可以找到损失函数在当前参数值处的最陡下降方向，从而更新参数值，使得损失函数逐渐减小。

本文将介绍转向梯度计算的原理和常用的计算方法。

在深度学习中，神经网络的参数通常使用矩阵表示，我们将这些参数组成的矩阵记为W。

损失函数的值是由输入样本经过神经网络得到的输出与真实标签之间的差异决定的。

我们的目标是最小化损失函数的值，从而得到更准确的预测结果。

转向梯度计算的核心思想是利用梯度下降法来更新参数。

梯度下降法是一种最优化算法，通过迭代的方式逐步调整参数的值，使得损失函数逐渐减小。

在每一次迭代中，我们需要计算损失函数对参数矩阵W的偏导数，即梯度。

梯度的计算是通过反向传播算法来实现的。

反向传播算法是一种高效计算神经网络参数梯度的方法。

它利用链式法则，从输出层向输入层逐层传播梯度，最终得到每个参数的梯度值。

具体来说，我们首先计算损失函数关于输出层输出的偏导数，然后逐层向前计算每一层的偏导数，最终得到损失函数关于参数矩阵W 的梯度。

在计算过程中，我们需要使用到各种激活函数的导数、矩阵乘法和矩阵转置等基本运算。

转向梯度计算的过程可以分为以下几个步骤：1. 前向传播：将输入样本通过神经网络，逐层计算每一层的输出。

2. 计算损失函数：将网络输出与真实标签进行比较，计算损失函数的值。

3. 反向传播：从输出层开始，根据链式法则计算损失函数关于每一层输出的偏导数。

4. 计算参数梯度：根据反向传播得到的每一层输出的偏导数，计算损失函数关于参数矩阵W的梯度。

5. 更新参数：根据梯度下降法的原理，使用学习率和梯度的乘积来更新参数矩阵W的值。

通过以上步骤，我们可以得到每个参数的梯度值，并利用梯度下降法来更新参数，从而使得损失函数逐渐减小。

这样，我们就能够不断优化神经网络的预测能力，提高其在各种任务中的表现。

除了基本的转向梯度计算方法外，还有一些优化的技巧可以加速计算过程。

如何精准选型转向电机转向电机作为汽车转向系统中不可或缺的一部分，其选型的准确性直接影响着汽车的稳定性和安全性。

因此，如何精准选型转向电机是每一位汽车工程师都必须掌握的技能。

以下是转向电机选型计算的详细步骤：1. 确定转向电机的最大扭矩和最大输出功率。

这一步需要根据汽车的总质量、发动机的功率和行驶的路况来计算。

2. 选定转向电机的工作电压和电流。

由于转向电机需要在工作时不断地扭矩输出，因此需要一个较高的工作电压和电流。

3. 确定转向电机的额定转速和最大转速。

额定转速是转向电机正常工作时的理论转速，而最大转速则是转向电机在达到最大扭力时的转速。

4. 选择适合的减速机构来匹配转向电机。

减速机构的作用是将转向电机的输出扭矩和转速转换成转向器的转角和力矩，从而实现汽车的转向。

5. 最终确定转向电机的选型。

在确定以上参数后，根据具体的汽车型号和工作要求，可以选择最适合的转向电机型号。

需要注意的是，在进行转向电机选型计算时，还需要考虑以下因素：1. 转向电机的可靠性和寿命：转向电机是汽车转向系统的核心部件之一，其可靠性和寿命对汽车的安全性和耐久性有重要影响。

2. 转向电机的体积和重量：在汽车设计中，体积和重量是一项非常重要的指标，因此需要在转向电机选型时兼顾这两个因素。

3. 转向电机的安装方式和接口尺寸：不同汽车型号的转向系统有所差异，因此需要选取在安装方式和接口尺寸上与汽车匹配的转向电机。

总之，转向电机选型计算是一项非常细致和复杂的工作，需要根据实际情况进行一系列准确的参数计算和综合考虑。

只有通过精准的选型计算，才能确保汽车转向系统的卓越性能和安全性。

原地转向阻力矩半经验公式原地转向阻力矩半经验公式是用来计算车辆在原地转向时所受到的阻力矩的一种近似公式。

在车辆行驶过程中，转向时所受到的阻力矩是一个重要的参数，它直接影响着车辆的操控性能和稳定性。

原地转向阻力矩半经验公式可以表示为：M = C * F * r其中，M表示阻力矩，C为系数，F为轮胎与地面之间的摩擦力，r为轮胎与地面之间的有效半径。

这个公式是基于一些经验数据和实际测试结果得出的，并不是一个精确的数学模型。

但是在实际应用中，它可以提供一个相对准确的估计值，帮助我们更好地理解和控制车辆在原地转向时所受到的阻力。

首先，我们来看一下公式中的系数C。

这个系数主要取决于车辆本身的特性和轮胎与地面之间的摩擦系数。

不同类型和尺寸的车辆以及不同路面条件下，这个系数都会有所不同。

一般来说，C越大表示车辆在原地转向时所受到的阻力越大。

接下来，我们来看一下公式中的轮胎与地面之间的摩擦力F。

这个摩擦力是由轮胎与地面之间的接触面积和轮胎与地面之间的摩擦系数共同决定的。

当车辆在原地转向时，轮胎与地面之间的接触面积会发生变化，从而影响到摩擦力的大小。

一般来说，接触面积越大，摩擦力越大。

最后，我们来看一下公式中的有效半径r。

这个有效半径是指车辆在原地转向时，轮胎与地面之间实际产生阻力的半径。

它可以通过测量车辆在原地转向时前后轮胎滑动距离的差值来确定。

一般来说，有效半径越小，阻力矩越大。

通过使用原地转向阻力矩半经验公式，我们可以更好地理解和控制车辆在原地转向时所受到的阻力。

这对于提高车辆操控性能和稳定性非常重要。

同时，在设计和制造车辆时，也可以根据这个公式来优化车辆的转向系统和轮胎选择，以提高车辆的转向性能。

总之，原地转向阻力矩半经验公式是一个用来估计车辆在原地转向时所受到的阻力矩的近似公式。

通过使用这个公式，我们可以更好地理解和控制车辆在原地转向时所受到的阻力，从而提高车辆的操控性能和稳定性。

同时，在设计和制造车辆时，也可以根据这个公式来优化车辆的转向系统和轮胎选择，以提高车辆的转向性能。

汽车转向半径计算公式
汽车转向半径是指车辆在转弯时所需的最小转弯半径，它与车辆的轴距、车轮转角等因素有关。

计算汽车转向半径的公式为：转向半径 = 轴距 / tan(轮胎转角)
其中，轴距是指汽车前轮轴和后轮轴之间的距离，轮胎转角是指转向时车轮偏离行驶方向的角度。

需要注意的是，公式中的轮胎转角要使用弧度制，可以通过将角度转换为弧度来计算。

例如，一辆轴距为2.5米的汽车在转弯时，车轮的最大转角为30度，那么它的转向半径应该是：
转向半径 = 2.5 / tan(30度) ≈ 4.33米
因此，这辆汽车在行驶时，在弯道处至少需要4.33米的空间才能完成转弯。

- 1 -。

汽车的最小转弯半径是指当转向盘转到极限位置，汽车以最低稳定车速转向行驶时，外侧转向轮的中心在车辆支承平面上所转过的轨迹圆半径。

它不仅与车辆类型有关，还与车辆的行驶速度、道路状况等有关。

最小转弯半径的计算公式一般为：R=L/2（Sinψ），其中R是车辆最小转弯半径，L是车长，ψ是车辆方向最大转角。

也有公式表示为R=车辆轴距/前外转向轮最大摆转角的正弦值（sin值）。

此外，还有经验公式R=2.4*车长，这个公式只是一个近似值，实际的最小转弯半径可能会有所不同。

需要注意的是，不同的车辆可能有不同的最小转弯半径，因此在计算时需要根据具体的车辆类型进行。

同时，道路状况、车辆速度等因素也可能对最小转弯半径产生影响，因此在实际驾驶中，需要根据实际情况进行判断和操作。

以上信息仅供参考，如需了解更多关于最小转弯半径的信息，建议咨询专业的汽车技术人员或参考相关的汽车技术手册。

（1）助力转矩的计算
汽车的转向阻力矩为：
P G T w 3
13μ= （1） 式中1G ----前轴载荷；
μ----轮胎和路面的摩擦因数，一般取；
P ----轮胎气压。

此时，需要转向盘提供的转矩为：
+=ηω0i T T w
h （2）
式中0ωi ——为转向系角传动比；
+η——转向系正效率，对齿轮齿条式转向器，+η一般在70％～85％[27]，这
里取+η＝。

根据推荐值，转向盘操纵力不应大于30～50N,在10N 以下则转向很轻便,因此作用在转向盘上的转矩为
2
00h h h D F T ⋅= （3） 式中0h F ——作用在转向盘上的力，这里取0h F ＝30N ；
h D ——转向盘直径；
所以作用在转向轴上的最大助力转矩max a T 为：
0max h h a T T T -=＝00h w
T i T -+ηω
（2）电动机参数的选择和计算
这里采用永磁直流电动机，转向轴驱动的结构形式，考虑到电动机的转速过大，需要减速增矩，故电动机的输出转矩经减速机构后再驱动转向轴。

因此电动机的额定输出转矩为
G
T T a e max = （4） 式中G 为减速机构的减速比。

转向盘（即转向轴）的转动速度一般取h n =s=72r/min,为了使电动机在转向盘转速较快的时候能够跟得上，所需电动机的最大额定转速为
G n n h e ⋅= （5） 由式（4）和（5）可得到电动机的额定功率
9549e
e e n T P ⋅=
计算得到LC 车型的电机额定功率为<125W ，EK 车型<125W 。