電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制技術(shù)及性能仿真研究.pdf

1、電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EPS)作為一種全新的汽車動力轉(zhuǎn)向技術(shù)，由于其在汽車操縱性、舒適性以及安全性等方面的卓越性能，受到了眾多公司和研究機構(gòu)的重視。電子化及其電動化技術(shù)的應(yīng)用使得電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不僅能夠保證車輛低速時的轉(zhuǎn)向輕便性和高速時的操縱穩(wěn)定性，而且推動了以節(jié)能、環(huán)保和安全舒適為標(biāo)志的現(xiàn)代汽車技術(shù)發(fā)展，電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)得到了迅速的發(fā)展和產(chǎn)品化應(yīng)用。
　　 計算機仿真技術(shù)已經(jīng)成為汽車產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)的有效手段和工具，借助于計算機虛擬仿

2、真技術(shù)可以對電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的參數(shù)和性能進行了仿真和分析驗證。
　　 首先本文結(jié)合電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理，對系統(tǒng)進行了運動學(xué)和動力學(xué)分析，建立了包括方向盤操縱模塊、轉(zhuǎn)向器模塊、轉(zhuǎn)向阻力矩模塊以及助力電機模塊等部分的動力學(xué)微分模型和電氣模型。以Carsim專業(yè)汽車仿真軟件為平臺，基于參數(shù)化建模方法建立了整車動力學(xué)模型。
　　 其次，考慮到不同工況下多目標(biāo)的控制要求，在借鑒相關(guān)研究資料的基礎(chǔ)上提出了多模式控制策略并設(shè)計了

3、控制器模型。確定了全車速范圍內(nèi)的理想助力特性曲線，應(yīng)用模糊PID控制設(shè)計了電機電流動態(tài)跟蹤控制器模型;分析了阻尼控制對干擾力矩振動的抑制和系統(tǒng)瞬態(tài)響應(yīng)的影響;引入方向盤力矩補償和電機補償控制，保證了車輛助力的動態(tài)跟隨性。
　　 然后，分析了回正性能對汽車操縱穩(wěn)定性和路感的影響，針對回正工況運動滑模控制理論建立了回正滑?？刂破?。設(shè)計的滑?？刂破骺梢詫卣r進行判斷并控制電機提供助力或是增加主動阻尼，實現(xiàn)了對方向盤轉(zhuǎn)角進行快速準(zhǔn)確

4、的跟蹤控制并具有較好的魯棒性，提高了汽車回正性能。
　　 最后，在基于Carsim-Simulink的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)聯(lián)合仿真平臺上，對仿真工況進行配置，對模型間的輸入輸出數(shù)據(jù)進行設(shè)置，實現(xiàn)了虛擬軟件平臺的聯(lián)合仿真并驗證了所搭建的模型的可靠性和控制策略的有效性。仿真結(jié)果表明:在相同工況下，有EPS的整車模型與無EPS的整車模型相比，在低速轉(zhuǎn)向輕便性和高速路感、回正性能、操縱跟隨性等方面得到了明顯的改善，也說明了聯(lián)合仿真在電動助力