集成AFS和EPS的轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)研究.pdf

1、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是汽車的一個重要組成部分，其性能直接影響著汽車的操縱穩(wěn)定性。AFS(主動前輪轉(zhuǎn)向)通過電機(jī)實時地改變轉(zhuǎn)向傳動比，低速時，轉(zhuǎn)向傳動比較小，提高了汽車轉(zhuǎn)向的靈敏性和操縱性;高速時，轉(zhuǎn)向傳動比較大，提高車輛的穩(wěn)定性和安全性;同時，AFS還可以對車輛實施穩(wěn)定性控制，使車輛行駛更穩(wěn)定。EPS(電動助力轉(zhuǎn)向)通過助力電機(jī)給轉(zhuǎn)向系統(tǒng)提供助力，控制助力電機(jī)的輸出力矩大小就可以協(xié)調(diào)汽車的低速轉(zhuǎn)向輕便性和高速路感，并且通過回正控制可以提高轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的

2、回正性能。
　　 現(xiàn)有AFS大多在液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)基礎(chǔ)上，采用行星齒輪機(jī)構(gòu)實現(xiàn)主動轉(zhuǎn)向，但系統(tǒng)復(fù)雜且存在著液壓系統(tǒng)的弊端;EPS不能實現(xiàn)變傳動比控制和主動轉(zhuǎn)向干預(yù)以提高系統(tǒng)的操縱穩(wěn)定性。因此，將AFS和EPS結(jié)合起來不僅可以避免液壓系統(tǒng)的弊端，并且可以大大地改善汽車的操縱穩(wěn)定性，因此集成AFS和EPS的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)具有重要的理論和實際意義。
　　 本文首先分析和選擇了AFS和EPS的安裝布置方式，然后建立了研究本文課題所需的

3、動力學(xué)模型，主要包括轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的動力學(xué)模型、AFS和EPS執(zhí)行電機(jī)模型、魔術(shù)公式輪胎模型以及整車模型，并通過多體動力學(xué)軟件Adams/Car對整車模型進(jìn)行了仿真驗證;
　　 其次，在所建動力學(xué)模型的基礎(chǔ)上，以橫擺角速度增益為定值的思路設(shè)計出了AFS變轉(zhuǎn)向傳動比規(guī)律函數(shù)，并進(jìn)行了仿真分析;設(shè)計出AFS穩(wěn)定性控制的模糊PID控制器，并在車輛不足轉(zhuǎn)向和過度轉(zhuǎn)向工況下對AFS穩(wěn)定性控制進(jìn)行了仿真分析，得出AFS穩(wěn)定性控制適用的范圍;

4、>　　 然后，建立了轉(zhuǎn)向阻力矩數(shù)學(xué)模型，根據(jù)轉(zhuǎn)向阻力矩的仿真結(jié)果和助力特性曲線的設(shè)計原則;設(shè)計出了一種新型的助力特性曲線，經(jīng)過分析這種助力特性曲線在低速時具有比直線型、曲線型助力特性曲線更好的輕便性，而在高速時具有比直線型更好且與曲線型相當(dāng)?shù)穆犯校瑢π滦椭μ匦郧€的助力特性進(jìn)行了仿真分析;
　　 最后，總結(jié)了集成AFS和EPS的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)應(yīng)具有的控制策略，對基于AFS附加轉(zhuǎn)角的EPS力矩補(bǔ)償控制和回正控制進(jìn)行了深入研究，并提出