電動助力轉(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，電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EPS)作為一種全新的汽車動力轉(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，成為動力轉(zhuǎn)向技術(shù)研究的焦點。 隨著計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，機械系統(tǒng)多體動力學仿真軟件ADAMS和控制系統(tǒng)分析軟件MATLAB的開發(fā)，為電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的研究提供了更為方便有效的平臺。本文基于ADAMS和MATLAB軟件，對裝

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

3、路面譜。針對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)應(yīng)用新的加載助力方法，進行相關(guān)文件的編寫。 對助力特性進行了理論分析，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，分析了實現(xiàn)控制目標的途徑，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)計了助力控制H∞控制算法，對回正控制算法、阻尼控制算法和三種補償算法進行了研究，實現(xiàn)

4、了EPS在不同轉(zhuǎn)向工況下的最優(yōu)控制。在MATLAB中建立了電機模型。 運用聯(lián)合仿真技術(shù)，將MATLAB軟件中建立起來的控制系統(tǒng)與ADAMS軟件中建立的機械系統(tǒng)仿真模型聯(lián)合起來。助力作為機械系統(tǒng)的輸入和控制系統(tǒng)的輸出，機械系統(tǒng)輸出的方向盤轉(zhuǎn)矩和車速信號等作為控制系統(tǒng)的輸入，進行機電一體化聯(lián)合仿真分析。仿真結(jié)果表明：所設(shè)計的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。 最后對全文進