汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制策略及仿真研究.pdf

1、近年來(lái)，伴隨汽車產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，汽車已經(jīng)成為家庭必不可少的交通工具，其普及率相比前些年也已經(jīng)得到顯著提高。汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)作為駕駛員的輔助轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，為汽車安全行駛提供更好的保障。EPS(Electric Power Steering，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向)系統(tǒng)作為新興的重要汽車系統(tǒng)，主要作用是幫助駕駛員對(duì)助力電動(dòng)機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的操作，從而完成轉(zhuǎn)向。但是在這個(gè)過(guò)程中，方向盤轉(zhuǎn)矩和車速之間的配比特性，電機(jī)控制器的實(shí)時(shí)控制，以及在轉(zhuǎn)向時(shí)的外界環(huán)境都會(huì)對(duì)汽車的

2、轉(zhuǎn)向產(chǎn)生較大的影響，因此有必要在這三個(gè)方面對(duì)整個(gè)EPS系統(tǒng)進(jìn)行深入的研究。
　　首先，對(duì)汽車EPS系統(tǒng)的基本原理和基本結(jié)構(gòu)做深入的研究。詳細(xì)分析汽車EPS系統(tǒng)電動(dòng)傳動(dòng)特性及過(guò)程，分析信號(hào)的輸入、信號(hào)的變化以及信號(hào)的輸出。同時(shí)，了解市場(chǎng)上舊型的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和目前的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)。針對(duì)助力特性中存在方向盤虛位大和缺少行車工況考慮的缺陷，進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)研究設(shè)計(jì)。
　　其次，對(duì)汽車EPS系統(tǒng)的助力特性作出改進(jìn)。助力特性是表示駕駛員在操

3、控方向盤時(shí)的操控特性，例如，同樣轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤一定的角度，不同助力特性的車型會(huì)導(dǎo)致汽車轉(zhuǎn)向角度的不同。在與汽車EPS系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的助力特性中，主要將方向盤轉(zhuǎn)矩和汽車車速考慮在內(nèi)，基本的駕駛助力特性需要滿足在汽車低速轉(zhuǎn)向時(shí)，助力電機(jī)提供較大的助力，在汽車高速轉(zhuǎn)向時(shí)，需要提供較小的助力。結(jié)合此規(guī)律，本課題設(shè)計(jì)了雙折點(diǎn)型助力特性曲線，并通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)其轉(zhuǎn)向特性進(jìn)行證明。
　　在此基礎(chǔ)上，對(duì)轉(zhuǎn)向電機(jī)的操控性能進(jìn)行分析，并利用自適應(yīng)滑模算法

4、設(shè)計(jì)電機(jī)控制器。詳細(xì)的闡述控制器的設(shè)計(jì)過(guò)程，并通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，在不同的車速和方向盤轉(zhuǎn)矩下，進(jìn)行控制器魯棒性和穩(wěn)定性判斷的實(shí)驗(yàn)。
　　最后，考慮汽車在正常的行駛過(guò)程中，汽車行車的工況條件對(duì)汽車轉(zhuǎn)向的影響。提出了汽車EPS系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向補(bǔ)償控制策略。闡述了高速避讓、低速滿載、顛簸路面以及側(cè)風(fēng)環(huán)境中的補(bǔ)償控制策略設(shè)計(jì)過(guò)程，利用Simulink搭建仿真平臺(tái)，在不同的行車模擬條件下，進(jìn)行不同控制策略的仿真。仿真結(jié)果表明，EPS系統(tǒng)補(bǔ)償控制策略