大型電動客車助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制策略研究.pdf

1、分類號U D C題 目英 文題 目密 級學校代碼! Q 壘2 Z武多凄理歹大署學位論文研究生姓名 寶壑盛指導教師 姓名—亞堊盔一職稱—塾撞一學位—蘭±一 單位名稱盛墨壟三盤堂漁主堂瞳郵編壘蘭Q Q Z Q副指導教師姓名—苤整壹一職稱j 型盥學位—盥±一單位名稱叁墨墨蘭盤堂逸主堂瞳郵編壘3 Q Q 2 Q申請學位級別蘭堂亟± 學科專業(yè)名稱 圭塹三猩專業(yè)領(lǐng)域名稱 圭塹墨猩論文提交日期 2 0 1 2 ．0 5

2、論文答辯1 3 期學位授予單位蹙壑墨三基堂學位授予日期2 0 1 2 ．0 6答辯委員會主席箜盜溘 評閱人 蒸蕉查盟盜溘2 0 1 2 年0 6 月中文摘要電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)( E P S ) 是當前汽車領(lǐng)域內(nèi)一種成熟、可靠的動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。它通過電機驅(qū)動提供合適的轉(zhuǎn)向助力，輔助完成轉(zhuǎn)向，提高了汽車的轉(zhuǎn)向性能，在乘用車領(lǐng)域里得到了廣泛的應(yīng)用。而在商用車領(lǐng)域內(nèi)，仍然以液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)為主。對于大型電動客車，動力源的轉(zhuǎn)型使液壓助力系統(tǒng)的弊端更加

3、明顯?？v觀國內(nèi)外，已有部分學者開始了商用車輛E P S 系統(tǒng)的研究工作，但面市的產(chǎn)品仍很少。因此，電動客車E P S 系統(tǒng)，具有廣闊的市場前景和實際的應(yīng)用價值。本文在乘用車E P S 系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)上，針對電動客車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和運行工況，對助力特性進行了研究。作為創(chuàng)新點，本文采用車速、方向盤轉(zhuǎn)矩、前軸負荷3 個變量來研究電動客車的助力特性曲線。參考直線型助力表達式，推導出含有這3 個變量的助力特性表達式，并將助力特性曲線的擬合轉(zhuǎn)化為“助力

4、斜率“ 的擬合設(shè)計。通過階躍轉(zhuǎn)向仿真，獲得部分車速和載荷下最大轉(zhuǎn)向力，從而計算出相應(yīng)的助力斜率值。在成熟的控制理論基礎(chǔ)上，對模糊控制和P I D 控制進行了分析。針對電機模型，建立P I D 控制模型，通過對目標電流和電機反饋電流進行控制，從而獲得電機的電壓控制信號。通過模糊控制策略，對助力斜率值進行模糊推理，從而獲得任意車速和載荷下的助力斜率值。以汽車動力學為基礎(chǔ)，利用A D A M S ／C a r 軟件建立包括轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、

5、車身系統(tǒng)、車輪、懸架系統(tǒng)在內(nèi)的汽車整車模型，利用M a t l a b ／S i m u l i n k 軟件建立模糊控制模型、P I D 控制模型、助力電機模型，并將二者聯(lián)合，建立閉環(huán)控制的仿真模型。最后，對E P S 系統(tǒng)進行仿真評價：階躍轉(zhuǎn)向仿真評價汽車瞬態(tài)響應(yīng)特性；穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)仿真評價汽車轉(zhuǎn)向特性；雙紐線仿真評價轉(zhuǎn)向系統(tǒng)操縱輕便性。通過這3 個仿真結(jié)果，分析得到E P S 系統(tǒng)在保證不足轉(zhuǎn)向特性的基礎(chǔ)上改善了整車的瞬態(tài)響應(yīng)和操縱輕便