基于輪胎力估計的汽車EPS和AFS集成控制研究.pdf

1、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是汽車的一個重要組成部分，其性能直接影響著路感和車輛的操縱穩(wěn)定性和行駛安全性。電動助力轉(zhuǎn)向(EPS)克服了傳統(tǒng)液壓系統(tǒng)的不足，能提供良好的轉(zhuǎn)向路感，已經(jīng)在中小型轎車中得到了較廣泛的應用。主動前輪轉(zhuǎn)向(AFS)能有效提高車輛的操縱穩(wěn)定性和行駛安全性，雖然目前AFS主要裝載于高端車型，但是未來它必將向中低端車型轉(zhuǎn)移。因此將EPS與AFS集成，進一步提升轉(zhuǎn)向系的性能，是未來汽車發(fā)展的必然趨勢。
　　本文正是在此背景下，展開對EP

2、S和AFS集成系統(tǒng)的研究。本文首先分別對EPS和AFS兩個子系統(tǒng)進行了詳細的分析和研究，在此基礎上，研究了EPS和AFS的集成控制問題。具體研究內(nèi)容如下:
　　(1)分析了EPS和AFS集成系統(tǒng)的結(jié)構布置，建立了含有EPS和AFS的轉(zhuǎn)向系模型、整車非線性二自由度模型、輪胎模型和轉(zhuǎn)向阻力矩模型，在MATLAB/Simulink中建立了仿真模型，并用Carsim中的試驗數(shù)據(jù)驗證了本文所建車輛模型的準確性。
　　(2)分析了三種典

3、型的助力特性曲線，選擇直線型助力特性曲線用于EPS助力控制中，并討論了直線型助力特性曲線的設計方法。設計了EPS的控制策略，包括助力控制、回正控制、阻尼控制和補償控制，以及控制模式的選擇切換。仿真分析驗證了EPS控制策略的有效性。
　　(3)設計了一條改進型變傳動比曲線，在保證穩(wěn)態(tài)車輛系統(tǒng)增益為定值的前提下，盡量減小AFS轉(zhuǎn)角電機的轉(zhuǎn)矩波動，兼顧了車輛操縱性能和電機性能。采用線性二次型最優(yōu)控制，設計了AFS控制器。仿真分析表明該控