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汽车实用技术 2025年第1期 31-36+51页

作者：黎谦刘炜陈泽亮李航黄栋魏建峰上汽通用五菱汽车股份有限公司柳州中动智轮科技有限公司山东玲珑橡胶科技有限公司

文章通过对某车辆转向系统的台架测试，提取了该转向系统的刚度、助力和摩擦性能参数，并将其建立为相应的模型输入到所搭建的转向系统模型中。随后，对定半径稳态回转、转向盘角阶跃和中心区转向这三个典型工况进行了仿真与试验对比研... 详细信息

文章通过对某车辆转向系统的台架测试，提取了该转向系统的刚度、助力和摩擦性能参数，并将其建立为相应的模型输入到所搭建的转向系统模型中。随后，对定半径稳态回转、转向盘角阶跃和中心区转向这三个典型工况进行了仿真与试验对比研究。研究结果表明，经过精确建模的仿真模型对各个评价指标的预测较为准确，且对转向盘力矩的测试结果也具有较高的预测精度。文章还通过插件将ADAMS/Car模型导出为VI-CarRealTime模型，并详细阐述了VI-CarRealTime齿轮齿条模型的建立方法。通过对齿轮齿条模型的搭建，进一步验证了VI-CarRealTime与ADAMS/Car模型的对标精度。该研究对转向系统的建模与仿真方法进行了深入探讨，并在实验验证中取得了良好的预测精度。这对于提高车辆转向系统设计的准确性和效率具有重要意义，为相关领域的研究和实践提供了有价值的参考和借鉴。

关键词：转向系统建模汽车操纵稳定性 Lugre模型 ADAMS/Car

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基于永磁同步电机的电动助力转向系统控制算法研究

基于永磁同步电机的电动助力转向系统控制算法研究

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作者：刘伟吉林大学

学位级别：硕士

随着车辆控制技术的进一步发展,整车厂对电动助力转向系统提出了更高的要求。为了提升电动助力转向系统的性能,相应的转向系统供应商采用了性能更高的永磁同步电机作为电动助力转向系统的助力电机,同时也对系统控制算法进行了设计和改... 详细信息

随着车辆控制技术的进一步发展,整车厂对电动助力转向系统提出了更高的要求。为了提升电动助力转向系统的性能,相应的转向系统供应商采用了性能更高的永磁同步电机作为电动助力转向系统的助力电机,同时也对系统控制算法进行了设计和改进。但是,就国内研究现状来看,基于永磁同步电机的电动助力转向系统仍然存在很多问题,比如系统不稳定、快速转向迟滞、松手后转向盘回不到中位、慢速转向卡顿等问题,需要深入研究对电动助力转向系统的控制算法,以期提高车辆的转向性能和驾驶员的操控体验。针对基于永磁同步电机的电动助力转向系统,本文主要建立了比较接近实际的系统简化模型,通过变PI反馈弱磁控制提升了高速运行工况下永磁同步电机的输出性能,通过系统回正需求分析,优化了系统主动回正控制性能,并采用信号注入方法进行摩擦补偿。具体的转向系统研究工作如下:1.建立了电动助力转向系统全阶模型和简化模型;通过改变电机输入电压辨识出了转向系统上半部分模型中的阻尼参数;通过向系统注入伪随机信号得到系统传递函数增益曲线;通过系统参数辨识发现了轮胎阻尼的两种存在形式;通过传递函数拟合验证了转向系统简化模型。2.建立了电机数学模型,推导出了转矩表达式;解析和优化了电机角度参数,且参数优化效果明显;深入研究了电机SVPWM矢量控制算法;在分析电机弱磁理论和最优电流运行轨迹的基础上,发现了电机弱磁必须采用变PI控制的原因,并提出一种变PI反馈弱磁控制算法;电机台架试验不仅确定了多组PI控制参数,还证明了本文所提出的弱磁控制算法的实用性。3.分析了现有转向系统主动回正遗留问题,尤其是基本助力和主动回正的耦合问题;基于分析,明确了主动回正的功能需求;针对主动回正需求,设计了中低速工况下主动回正状态的控制算法,同时也提出了主动回正力矩控制算法;经过多次实车试验,确定了主动回正算法中参数的最优值,实现了主动回正性能的优化和转向手感的提升。4.基于对比较经典的静摩擦+Coulomb+黏性+Stribeck摩擦模型的分析,对转向系统摩擦特性进行定性研究,并得到了比较切合实际的转向系统摩擦特性曲线;针对转向系统摩擦特性,分析得到了摩擦补偿的对象,采用了一种简单的信号注入摩擦补偿策略,并通过实车验证确定了注入信号的最优参数值;试验结果表明,在中低车速左右轻转向工况下,本文所采用的摩擦补偿策略消除了转向卡顿情况。

关键词：电动助力转向系统转向系统建模永磁同步电机弱磁控制主动回正控制摩擦补偿控制

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轮胎与转向系统动力学匹配

轮胎与转向系统动力学匹配

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作者：金春瑛吉林大学

学位级别：硕士

轮胎是汽车与地面接触的唯一部件,其性能对汽车操纵稳定性具有直接影响。然而由于轮胎在结构和材料上都具有较强的非线性,单对其力学特性的研究就具有很大难度,至于轮胎与整车的匹配研究更是困难重重,如何为目标车型选择性能匹配的轮胎... 详细信息

轮胎是汽车与地面接触的唯一部件,其性能对汽车操纵稳定性具有直接影响。然而由于轮胎在结构和材料上都具有较强的非线性,单对其力学特性的研究就具有很大难度,至于轮胎与整车的匹配研究更是困难重重,如何为目标车型选择性能匹配的轮胎是目前轮胎制造厂及整车设计厂共同关注的问题。在现阶段,轮胎的设计生产与整车设计工作仍然是相互独立的。轮胎制造厂对轮胎力学性能的评价仍局限于轮胎在试验台上的表现,而忽略了轮胎在整车上的响应及轮胎对整车性能的影响;整车设计单位在选择目标车型对应轮胎时,也是后期根据轮胎厂提供的轮胎参数进行选型,而非在前期设计阶段就考虑了轮胎性能的影响。因此,对整车开发工程师来说,如何寻找新的方法,促进轮胎与整车性能间的匹配是重要研究任务之一。虚拟评价法可以通过搭建高精度的整车模型,对整车模型的操纵稳定性进行初步分析。虚拟评价法可以在设计的前期阶段确定目标轮胎的性能要求,对车辆的正向开发起到积极促进的作用。因此,本文在课题组对轮胎动力学及整车动力学研究的基础上,进行了如下工作:1.转向系统摩擦、刚度、助力特性的研究及建模通过对摩擦、刚度、助力特性的研究,确定了转向系统搭建时所需的摩擦、刚度、助力模型。通过转向系统的台架测试,提取转向系统性能参数,输入到搭建的转向系统模型中。最后通过搭建的转向系统台架试验,验证了模型的精度,以便于后续开展与轮胎动力学匹配的相关研究。2.整车模型搭建及模型精度验证在转向系统模型的基础上,对轮胎模型进行简要介绍,并通过对轮胎试验获取的试验数据进行辨识,得到轮胎力学性能参数,搭建PAC2002轮胎模型。此外继续搭建悬架、车身、动力总成模型,最后装配出整车模型。通过ADAMS与Simulink联合仿真,与试验样车在不同工况下的操纵稳定性试验数据进行对比,验证整车模型的精度,为后续轮胎动力学匹配工作奠定基础。3.轮胎与转向系统匹配对整车操纵稳定性的影响研究结合轮胎动力学的基础理论与DOE设计要求,选择两个PAC2002轮胎的影响系数及一个转向系统摩擦力矩系数、主销系数作为试验因子,搭建由ADAMS与Simulink组成的联合仿真平台,对整车操纵稳定性进行正交试验设计。通过对正交试验的仿真结果进行分析,得出轮胎响应系数、转向系统摩擦力矩系数、主销系数对不同工况,不同指标的影响,为汽车的正向开发及轮胎的设计生产提供指导。

关键词：轮胎与整车匹配操纵稳定性转向系统建模轮胎动力学

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