汽車EPAS動力學分析與控制方法研究.pdf

1、汽車轉向系統(tǒng)是影響汽車操縱穩(wěn)定性、主動安全性和舒適性的關鍵部件。電動助力轉向(EPAS)是一種全新的汽車動力轉向技術，它通過電子控制單元控制助力扭矩，直接依靠電機提供助力，可實現隨車速變化調整助力大小，保證汽車在低速行駛時輕便靈活，高速行駛時穩(wěn)定可靠。與液壓助力轉向系統(tǒng)（HPS）相比，EPAS具有節(jié)約燃料、提高主動安全性、有利于環(huán)保等優(yōu)點，是一項緊扣汽車發(fā)展主題的高新技術，符合現代汽車電子化、智能化發(fā)展的要求，成為動力轉向技術新的研究焦

2、點。論文以EPAS為研究對象，主要圍繞汽車EPAS系統(tǒng)設計、動力學分析和控制方法展開研究。 對EPAS的助力電機、減速機構、扭矩傳感器等關鍵部件進行了選型和設計；推導了EPAS扭桿有效長度、剛度計算公式，驗證了推導公式的正確性，計算了所設計扭桿的剛度；利用應力－強度分布干涉理論和一次二階矩法對扭桿可靠性進行了分析，得出所設計的扭桿在工作過程中穩(wěn)定可靠，為扭桿在實際應用中的剛度、可靠性問題提供了理論分析依據；最后給出了EPAS總成

3、設計圖，為后續(xù)的研究奠定了基礎。 建立了EPAS系統(tǒng)動力學模型、輪胎模型和汽車模型，分析了汽車轉向阻力矩，得到了等效到轉向管柱上的轉向阻力矩方程。根據汽車良好操縱性能轉向系統(tǒng)的要求，考慮汽車的瞬態(tài)響應性能品質，提出以汽車轉向靈敏度、側向加速度和轉向路感作為汽車EPAS系統(tǒng)轉向操縱性的三個評價指標；推導出不同控制方法（電壓P、電壓PD、電流P、電流PD）下汽車轉向靈敏度、側向加速度和轉向路感的傳遞函數方程，通過Matlab仿真定性