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电动转向器动力学分析与控制器研究

电动转向器动力学分析与控制器研究

作者：崔九同武汉理工大学

学位级别：硕士

电动转向器是一种新型的汽车转向系统，该系统能根据车辆的运动状况和驾驶员的要求实行多目标控制，以获得较强的路感、较轻的操纵力、较好的回正稳定性和回正速度、较强的抗干扰能力和较快的响应转向输入，而且 ... 详细信息

电动转向器是一种新型的汽车转向系统，该系统能根据车辆的运动状况和驾驶员的要求实行多目标控制，以获得较强的路感、较轻的操纵力、较好的回正稳定性和回正速度、较强的抗干扰能力和较快的响应转向输入，而且这些控制是在基本上不改变硬件的条件下通过软件即可实现。对扭杆弹簧的扭转刚度、电位器输出特性进行了试验研究，通过台架试验得到电动助力转向系统的助力特性曲线。文章建立了电动转向器的动力学模型，并对该模型进行分析。以前馈控制、超前-滞后校正、反馈控制等为主要控制手段设计了助力控制器，助力控制器是基于助力曲线设计的。用Matlab语言进行动态仿真，仿真结果表明，带有助力控制器的EPS系统实现了转向轻便性、转向平稳性和合适的带宽，但是回正性能较差。为了改善系统的回正性能，设计了补偿控制器，以减小直流电动机的摩擦、惯性、阻尼对系统回正性能的影响，补偿控制器改善了系统的回正性能和回正速度，得到较强的路感，使得从低速到高速的整个变化范围都可以得到最优化的转向回正和车辆回正速度。

关键词：电动转向器助力控制器助力曲线回正性能阻尼控制

基于滑模控制的电动助力转向系统回正控制策略研究

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基于滑模控制的电动助力转向系统回正控制策略研究

作者：郑精干盐城工学院

学位级别：硕士

随着汽车工艺的不断进步,人们对汽车的品质要求也逐渐提高。电动助力转向系统可在一定程度上保证汽车行驶的轻便性和稳定性,同时该系统能够在一定程度的节省能源,并且环保性较强。凭借上述优势,该系统已经广泛应用于各种车型。综上,本... 详细信息

随着汽车工艺的不断进步,人们对汽车的品质要求也逐渐提高。电动助力转向系统可在一定程度上保证汽车行驶的轻便性和稳定性,同时该系统能够在一定程度的节省能源,并且环保性较强。凭借上述优势,该系统已经广泛应用于各种车型。综上,本文将对电动助力转向系统回正控制策略进行研究。本文以某款电动汽车为研究对象,建立了电动助力转向系统仿真模型,以转向盘转角和车速作为输入,利用模糊算法设计出合适的助力特性曲线。根据系统特性,设计了助力控制策略和回正的控制策略,运用PID控制模型、滑模控制模型对电动助力转向系统的轻便性、稳定性和回正特性进行研究。使用Matlab/Simulink与Carsim进行联合仿真试验,设置三个特征车速,车辆在1s时给予转向盘以50度的转角,相比较于无助力控制和PID控制,本文所设计的滑模控制驾驶员所需输入的转向盘力矩更小、横摆角速度更小、达到稳态时间更短;在回正工况下,滑模控制下的回正残余角较小且回正时间更短。最后设计原地转向时转动转向盘100°工况,采用硬件在环实验平台验证电动助力转向系统的回正特性。实验结果表明:无回正控制时,汽车回正力矩较小,且不能够回到转向盘零点位置;当加入滑模控制时,转向盘响应更快且能够及时的回到转向盘零位。

关键词：电动助力转向系统 PID控制滑模控制轻便性稳定性回正性能

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电动助力转向系统的回正控制策略研究

电动助力转向系统的回正控制策略研究

作者：袁聪重庆理工大学

学位级别：硕士

电动助力转向(Electric Power Steering,简称EPS)系统作为汽车的重要组成部分,其性能的好坏直接关系到汽车行驶过程中的舒适性和安全性及汽车操纵稳定性。EPS系统不仅能保证汽车在转向时拥有良好的轻便性,而且还能改善汽车在不同车速工... 详细信息

电动助力转向(Electric Power Steering,简称EPS)系统作为汽车的重要组成部分,其性能的好坏直接关系到汽车行驶过程中的舒适性和安全性及汽车操纵稳定性。EPS系统不仅能保证汽车在转向时拥有良好的轻便性,而且还能改善汽车在不同车速工况下的回正能力。本论文通过研究助力和回正两种控制策略来分析不同车速工况下汽车的转向性能。首先,阐述了EPS系统的工作原理,对回正力矩的形成原因进行分析,进而完成回正力矩模型的建立。对EPS系统进行动力学分析,分别建立转向盘和转向柱、转矩传感器、助力电机、齿轮齿条机构的数学模型,为下面搭建的控制模型奠定基础。其次,进行EPS助力控制策略的研究。分析了三种EPS助力特性曲线的特点,根据转向特性和相关参数配置设计了直线型助力特性曲线。设计了助力控制方案,研究了模糊自适应PID控制器的设计方法和整定规则。结果表明设计的直线型助力特性曲线拥有良好的助力特性,经过模糊规则整定的PID控制能实时地调整控制参数,提高了复杂工况的抗干扰性。然后,进行回正控制策略的研究。根据对汽车回正性能的要求,确定了回正性能评价指标,研究了回正工况的判断方法,设计了回正判断逻辑模型,根据回正控制方案,采用方向盘转角的零位作为回正控制的目标角度,提出基于方向盘转角反馈的回正控制策略,根据不同车速下的回正需求,对控制参数进行调整。在Matlab/Simulink软件中完成EPS系统Simulink仿真模型的搭建,并对模型进行简化,进行响应性仿真,验证了所建模型的可行性。最后,在Carsim里建立整车模型,设置所需的输入输出参数、道路环境和仿真工况,与Simulink中建立的EPS系统模型进行联合仿真。结果表明:对于添加了助力控制的EPS系统,其转向轻便性得到明显的提高,并且经过模糊自适应整定的助力控制要更加平稳,效果更优。加入回正控制后,方向盘在低速工况下可以更快的回到中间位置,同时能有效的避免高速工况下的回正超调,改善了不同车速工况下的回正性能。

关键词：电动助力转向系统控制策略回正性能联合仿真

电动助力转向系统建模与ADAMS/Simulink联合仿真研究

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电动助力转向系统建模与ADAMS/Simulink联合仿真研究

作者：李铎沈阳理工大学

学位级别：硕士

汽车的电动助力转向系统EPS (electrical power steering system)是近些年来出现的一种先进的汽车助力转向系统，该转向系统与传统的机械式转向系统和液压式助力转向系统相比较，有着节能、环保、减轻自重、可移植性好、结构简单、布置... 详细信息

汽车的电动助力转向系统EPS (electrical power steering system)是近些年来出现的一种先进的汽车助力转向系统，该转向系统与传统的机械式转向系统和液压式助力转向系统相比较，有着节能、环保、减轻自重、可移植性好、结构简单、布置灵活等诸多的优点，但是其也存在着一些不足，特别是EPS系统的回正性能还有很大的改进空间，本文的主要目的就是建立整车的虚拟样机并设计出控制系统，通过联合仿真试验对整车的转向回正性能进行研究，试验结果显示所设计的控制系统可以很好地改善车辆的转向回正性能。提高了车辆的操纵稳定性和安全性。本文的研究方法主要是采用搭建基于ADAMS/Car的虚拟样机模型，构建控制系统模型并实施联合仿真的方法研究所建整车模型的转向回正性能，得到了较好的控制效果和转向回正性能，节约了研发成本，验证了仿真分析的准确性。本文循序渐进，总共可以划分为如下的几大部分：（1）建立整车虚拟样机模型:通过适当简化，既要保证模型的精确程度，又要保证数值计算的稳定性和可靠性，把整车抽象为多体系统模型，建立整车基于ADAMS/Car的虚拟样机模型。（2）控制策略的分析研究:介绍当前EPS常用的助力特性曲线形式，并在此基础上引入一种适用于EPS的控制策略，在MATLAB中建立控制系统模型。（3）实施联合仿真:利用ADAMS/Control模块，实施控制系统和机械系统模型的联合仿真，对EPS系统的控制效果及其对整车的转向回正性能进行仿真分析。

关键词：电动助力转向回正性能控制策略联合仿真

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麦式悬架主销位置对性能影响研究

机电工程 2013年第10期30卷 1199-1202页

作者：李宁王海根郑洁袁林江浙江工业大学之江学院浙江杭州310024

针对减振器上点定义不同对回正性能造成影响的问题,在ADAMS中建立了某车型的仿真模型,分别按照安装中心定义法、变形中心定义法对仿真模型中的减振器上点重新进行定义后,对主销内倾角和主销后倾角进行了仿真计算,并和实车测试进行对比,... 详细信息

针对减振器上点定义不同对回正性能造成影响的问题,在ADAMS中建立了某车型的仿真模型,分别按照安装中心定义法、变形中心定义法对仿真模型中的减振器上点重新进行定义后,对主销内倾角和主销后倾角进行了仿真计算,并和实车测试进行对比,通过对比提出采用变形中心定义法计算的结果跟实际比较相符。在所建立的分析模型的基础上,对转向时由主销内倾角产生的回正力矩和主销后倾角产生的回正力矩进行了计算,并就两种定义方法对整车在低、高速时回正性能的影响进行了分析。研究结果表明,两种定义方法在转向时产生的回正力矩偏差,主销内倾角为4.28%,主销后倾角为0.33%,低、高速时整车回正性能偏差分别为5.83%、12.11%。

关键词：主销回正力矩回正性能气胎拖距

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纯电汽车操纵稳定性能客观测试研究

设备管理与维修 2024年第17期 67-70页

作者：朱伯承周宗成陈建凯孙福禄姜军平辛庆锋重庆睿蓝汽车研究院有限公司重庆400700

汽车的操纵稳定性能指车辆在行驶过程中能够稳定、可控地保持直线行驶、转弯、加速、减速等操作的能力,具体包括方向稳定性、转向稳定性、加速稳定性、制动稳定性、路面适应性等。通过实车试验的方法,对某型纯电汽车在稳态回转、低速回... 详细信息

汽车的操纵稳定性能指车辆在行驶过程中能够稳定、可控地保持直线行驶、转弯、加速、减速等操作的能力,具体包括方向稳定性、转向稳定性、加速稳定性、制动稳定性、路面适应性等。通过实车试验的方法,对某型纯电汽车在稳态回转、低速回正、高速回正、原地转向以及低速转向等测试工况进行客观测试。所述测试方法在上述工况下的测试结果均与理论值保持良好的一致性,可以为纯电汽车操纵稳定性能的研发与测试提供数据支撑及试验方法依据。

关键词：操纵稳定性稳态回转回正性能转向性能试验

基于CarSim的电动助力转向系统仿真研究

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河南科技 2022年第13期41卷 15-18页

作者：杨小刚王慧华天津中德应用技术大学天津300350

汽车转向系统性能的好坏不仅影响着汽车的舒适性和安全性,还影响汽车操纵的稳定性。本研究以SUV汽车为研究对象,建立其电动助力转向系统的动力学仿真模型,采用PID控制和模糊自适应PID控制两种助力控制方法,对EPS系统各部分模块进行整合... 详细信息

汽车转向系统性能的好坏不仅影响着汽车的舒适性和安全性,还影响汽车操纵的稳定性。本研究以SUV汽车为研究对象,建立其电动助力转向系统的动力学仿真模型,采用PID控制和模糊自适应PID控制两种助力控制方法,对EPS系统各部分模块进行整合,并设计了基于模糊PID控制的电机电流控制器模型,在此基础上建立Carsim-Simulink联合仿真模型。仿真结果表明:本研究建立的仿真模型是有效的,所设计的控制策略能满足系统要求,不仅使汽车在转向时拥有良好的轻便性,而且还改善了汽车在不同车速工况下的回正能力。

关键词：电动助力模糊控制回正性能仿真

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基于ADAMS/Car的转向梯形优化

北京汽车 2016年第2期 37-39页

作者：温有东北京汽车股份有限公司汽车研究院北京101300

某车型开发样车在低速大转角转向时,车辆不能自动回正。通过理论分析找出问题根源,利用ADAMS仿真分析,调整球头销硬点位置优化转向梯形,增加阿克曼符合率以改善车辆在低速大转角转向时的回正性能,实车验证该方法切实有效。

关键词： ADAMS/Car软件回正性能阿克曼符合率转向梯形