1.设计偏差——工创赛新能源车

        偏差是简化的理想模型与复杂的四维时空的差距，如物体有质量，材料非刚性，车轮有厚度等。在控制理论中，控制信号输入-->参数运算&单位变换-->实际输出。偏差设计能改善“参数”的稳定性并使其趋近于理想值，同时削弱耦合性，进而使得输出趋近于理想值

        通过分析曲率运动三要素：舵角、差速、侧倾，三者下的受力情况，定性地分析各种偏差，对参数（实际相对轮心位置、实际舵角）的影响，有方向地优化改善。（定量计算需要有限元分析，门槛很高）

 

1.1舵角

       偏差一：转向传动系以及舵轮胎面受转向阻力，发生弹性形变，实际舵角滞后于理论舵角，轨迹曲率降低

        1.使用共轴双轮系来减弱滑动摩擦；凸轮滚子改为滚动摩擦

        2.用低摩擦系数的胎面材料；减小前轮承载力；增强转向传动系的刚性；

        3.若滞后严重，可使用刚性的微调器件，减小凸轮平面到舵轮转向轴的垂直距离（等比三角形）

 

       偏差二：凸轮与滚子磨损，导致推程偏小，回程偏大

        1.滚子使用高硬度材料，凸轮使用低硬度材料，平衡寿命；点接触摩擦改为线接触摩擦

        2.减小弹簧/橡皮筋的预紧力；减小转向阻力

        3.使用润滑剂（选低粘度型，油膜薄，影响小）；滚子改为滚动摩擦

 

       偏差三：如图1-1-1，滚子对凸轮施加的切向力Ft的方向会改变。

        若Ft大到足以克服凸轮的总摩擦阻力f，则减速器对凸轮的驱动力减小，减速器轮齿间的弹性形变释放；且凸轮的角加速度α>0，凸轮相对于减速器加速，出现回程差。

        1.减小回程时，舵轮的张紧力与转向阻力，以减小滚子对凸轮的切向力

        2.对凸轮的圆周运动方向施加额外阻力

        偏差四：对曲线运动进行微分，其向心摩擦力的增量，完全由舵轮提供；现有的向心力，在差速的耦合影响下，由各轮系分配提供。当舵轮摩擦力不足时，车身发生侧向打滑

        1.减小曲率变化率；轻量化

        2.给舵轮配重；使用摩擦系数大、附着力高的胎面材料；在胎面上雕刻子午线

 

1.2  差速

       只有主动轮受驱动力直接影响，可视作线速度不变。舵轮的向心摩擦力，与主动轮的驱动力，产生的合力矩，使车身各微元获得相对于曲率中心的角加速度，进而产生差速。 (反过来看，若车身各微元的线速度按曲率半径分布，则车身在做曲率运动，例如坦克的左右履带差速转向）

       偏差一：由于电动机的启动特性，启动时驱动轮的瞬时驱动力过大，舵轮的最大摩擦力不足以平衡其力矩，小车发生意外偏转

        1.增大前后轮的轴距，以增大舵轮的力矩臂长；增大舵轮的最大摩擦力

        2.减小后轮的左右轮的轮距，以减小驱动轮的力矩臂长

        3.电机缓启动，减小驱动轮的瞬时驱动力

 

       偏差二：车身受差速力矩发生弹性形变，车轮斜偏，各轮心相对位置改变。驱动轮处在曲率中心近端时，车身克服前进阻力被动加速，车身差速力矩较大；驱动轮处在曲率中心远端时，车身顺着前进阻力被动减速，车身差速力矩较小

        1.轻量化；降低速度；增大车身刚性；增强车轮径向约束力

        2.根据路径情况，例如右转偏多，则将主动轮布置在左后方，即曲率中心远端处。

        3.使用差速桥，自适应地，从车身中轴线，向车身左右，双向分配传递差速驱动力

        4.采用倒三轮布局，驱动轮在车身中轴线上，也是双向分配传递差速驱动力

        5.使用机械传动机构，让凸轮同时控制滑动变阻器，来控制电机驱动器，线性地改变电机转速，即驱动轮线速度。主动匹配一定的差速量，并尽量使车身质心处的线速度不变

 

1.3  侧倾

       曲线运动中，车身被动侧倾，来改变左右轮的压力分配。曲率中心远端的车轮所受的反向支撑力矩，与车身各轮系的向心摩擦力矩，二者平衡，则小车不发生侧翻；若失衡，则小车侧翻。

       偏差：车身侧倾，各轮的承载力不同，各轮心相对坐标改变

        1.降低车速；轻量化；提升车身刚性与装配约束强度

        2.通过降低质心高度，来减小向心摩擦力的力矩臂长

        3.通过增大左右轮的轮距，来增大反向支撑力的力矩臂长

        4.在舵轮的转向轴中垂线前侧，固定一重物，重物随舵轮一同绕转向轴转动。转弯时，重物在车身总质心上，施加与向心摩擦力矩相反的重力矩。实现主动压弯，减弱侧倾