汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向助力特性研究.pdf

1、汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)功用在于改變或保持汽車行駛軌跡，是決定汽車行駛平順性和操縱穩(wěn)定性重要的組成部分。其發(fā)展史經(jīng)歷了機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電液助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(Electric Power Steering，簡(jiǎn)稱EPS)四個(gè)階段。由于電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由電機(jī)提供助力，與液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(Hydraulic Power Steering，簡(jiǎn)稱HPS)相比，具有體積小、重量輕、助力性能優(yōu)、節(jié)能環(huán)保等諸多優(yōu)點(diǎn)。所以，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系

2、統(tǒng)在汽車動(dòng)力轉(zhuǎn)向中的得到逐漸應(yīng)用。
　　 本文首先介紹了汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，明確了EPS系統(tǒng)研究的意義。然后分析了EPS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理，在此基礎(chǔ)上確定了以速騰1.6AT為車型研究對(duì)象，選擇了轉(zhuǎn)向柱助力方式的EPS系統(tǒng)。接著對(duì)EPS系統(tǒng)中的重要部件進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹。針對(duì)EPS系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)特性，建立了EPS轉(zhuǎn)向系、電動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型和電動(dòng)機(jī)電學(xué)數(shù)學(xué)模型。同時(shí)，在整車運(yùn)動(dòng)特性的基礎(chǔ)上建立了沿側(cè)向運(yùn)動(dòng)和橫擺運(yùn)動(dòng)方向的二自由度汽車模型

3、。最后在Matlab/simulink仿真環(huán)境中搭建了仿真模型。
　　 控制策略是影響EPS系統(tǒng)性能好壞的關(guān)鍵。本文根據(jù)EPS系統(tǒng)控制目標(biāo)，綜合分析了助力控制、回正控制和阻尼控制三個(gè)方面控制特點(diǎn)及要求。對(duì)于EPS系統(tǒng)的助力控制策略，本文在簡(jiǎn)要介紹和分析傳統(tǒng)PID、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Artificial Neural Network，ANN)、自適應(yīng)控制等幾種控制策略特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，以車速和方向盤力矩信號(hào)為輸入，建立了一個(gè)助力特性曲線的

4、模糊控制器(Fuzzy Logic Controller)，并分別采用傳統(tǒng)PID控制策略、模糊PID自適應(yīng)控制(簡(jiǎn)稱Fuzzy-PID)和滑模變結(jié)構(gòu)控制(Sliding Mode Control，簡(jiǎn)稱SMC)針對(duì)系統(tǒng)助力控制設(shè)計(jì)了控制器，對(duì)目標(biāo)電流進(jìn)行閉環(huán)跟蹤控制。對(duì)于EPS系統(tǒng)的回正控制算法，本文設(shè)計(jì)了一個(gè)PID控制器，對(duì)方向盤轉(zhuǎn)角進(jìn)行控制。
　　 最后，運(yùn)用Matlab/Simulink仿真軟件中的仿真模型，分別對(duì)EPS系統(tǒng)