電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的建模與仿真.pdf

1、汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是影響汽車操縱穩(wěn)定性、行駛安全性和駕駛舒適性的關(guān)鍵部件。在追求高效節(jié)能、高舒適性和高安全性的今天，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EPS)作為一種全新的汽車動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，以其節(jié)能、環(huán)保、更佳的操縱特性和轉(zhuǎn)向路感，成為動(dòng)力轉(zhuǎn)向技術(shù)研究的焦點(diǎn)。 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，機(jī)械系統(tǒng)多體動(dòng)力學(xué)仿真軟件ADAMS和控制系統(tǒng)分析軟件MATLAB的開(kāi)發(fā)，為電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的研究提供了更為方便有效的平臺(tái)。本文基于ADAMS和MATLAB軟件，對(duì)裝

2、備EPS系統(tǒng)的整車多體動(dòng)力學(xué)虛擬樣機(jī)模型進(jìn)行了聯(lián)合仿真控制分析。 本文首先對(duì)EPS的結(jié)構(gòu)、工作原理、分類、關(guān)鍵部件、特點(diǎn)、發(fā)展方向及現(xiàn)狀等進(jìn)行了闡述；還簡(jiǎn)要介紹了多體動(dòng)力學(xué)的理論基礎(chǔ)，并對(duì)多體動(dòng)力學(xué)仿真軟件ADAMS和控制系統(tǒng)分析軟件MATLAB做了介紹。 利用多體動(dòng)力學(xué)理論，應(yīng)用ADAMS/CAR模塊建立了多自由度整車動(dòng)力學(xué)模型，包括前/后懸架模型、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)模型、輪胎模型、動(dòng)力傳動(dòng)系模型和制動(dòng)模型，并且建立了適合輪胎的

3、路面譜。針對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)應(yīng)用新的加載助力方法，進(jìn)行相關(guān)文件的編寫。 對(duì)助力特性進(jìn)行了理論分析，根據(jù)助力特性曲線確定方法，結(jié)合本文所建立的虛擬樣機(jī)模型，確定了一組適合模型的助力特性曲線。提出了EPS控制的目標(biāo)，分析了實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo)的途徑，研究了助力控制模式、回正控制模式和阻尼控制模式等基本控制模式選擇的邊界條件。將H∞控制理論應(yīng)用于EPS助力控制研究，設(shè)計(jì)了助力控制H∞控制算法，對(duì)回正控制算法、阻尼控制算法和三種補(bǔ)償算法進(jìn)行了研究，實(shí)現(xiàn)

4、了EPS在不同轉(zhuǎn)向工況下的最優(yōu)控制。在MATLAB中建立了電機(jī)模型。 運(yùn)用聯(lián)合仿真技術(shù)，將MATLAB軟件中建立起來(lái)的控制系統(tǒng)與ADAMS軟件中建立的機(jī)械系統(tǒng)仿真模型聯(lián)合起來(lái)。助力作為機(jī)械系統(tǒng)的輸入和控制系統(tǒng)的輸出，機(jī)械系統(tǒng)輸出的方向盤轉(zhuǎn)矩和車速信號(hào)等作為控制系統(tǒng)的輸入，進(jìn)行機(jī)電一體化聯(lián)合仿真分析。仿真結(jié)果表明：所設(shè)計(jì)的EPS控制系統(tǒng)有較好的轉(zhuǎn)向輕便性和回正性，在控制系統(tǒng)中加入H∞控制器后具有較好的魯棒性。 最后對(duì)全文進(jìn)