電動助力轉向系統(tǒng)控制技術及性能仿真研究.pdf

1、電動助力轉向系統(tǒng)(EPS)作為一種全新的汽車動力轉向技術，由于其在汽車操縱性、舒適性以及安全性等方面的卓越性能，受到了眾多公司和研究機構的重視。電子化及其電動化技術的應用使得電動助力轉向系統(tǒng)不僅能夠保證車輛低速時的轉向輕便性和高速時的操縱穩(wěn)定性，而且推動了以節(jié)能、環(huán)保和安全舒適為標志的現代汽車技術發(fā)展，電動助力轉向系統(tǒng)得到了迅速的發(fā)展和產品化應用。
　　 計算機仿真技術已經成為汽車產品設計開發(fā)的有效手段和工具，借助于計算機虛擬仿

2、真技術可以對電動助力轉向系統(tǒng)的參數和性能進行了仿真和分析驗證。
　　 首先本文結合電動助力轉向系統(tǒng)的結構原理，對系統(tǒng)進行了運動學和動力學分析，建立了包括方向盤操縱模塊、轉向器模塊、轉向阻力矩模塊以及助力電機模塊等部分的動力學微分模型和電氣模型。以Carsim專業(yè)汽車仿真軟件為平臺，基于參數化建模方法建立了整車動力學模型。
　　 其次，考慮到不同工況下多目標的控制要求，在借鑒相關研究資料的基礎上提出了多模式控制策略并設計了

3、控制器模型。確定了全車速范圍內的理想助力特性曲線，應用模糊PID控制設計了電機電流動態(tài)跟蹤控制器模型;分析了阻尼控制對干擾力矩振動的抑制和系統(tǒng)瞬態(tài)響應的影響;引入方向盤力矩補償和電機補償控制，保證了車輛助力的動態(tài)跟隨性。
　　 然后，分析了回正性能對汽車操縱穩(wěn)定性和路感的影響，針對回正工況運動滑?？刂评碚摻⒘嘶卣？刂破?。設計的滑模控制器可以對回正工況進行判斷并控制電機提供助力或是增加主動阻尼，實現了對方向盤轉角進行快速準確

4、的跟蹤控制并具有較好的魯棒性，提高了汽車回正性能。
　　 最后，在基于Carsim-Simulink的電動助力轉向系統(tǒng)聯合仿真平臺上，對仿真工況進行配置，對模型間的輸入輸出數據進行設置，實現了虛擬軟件平臺的聯合仿真并驗證了所搭建的模型的可靠性和控制策略的有效性。仿真結果表明:在相同工況下，有EPS的整車模型與無EPS的整車模型相比，在低速轉向輕便性和高速路感、回正性能、操縱跟隨性等方面得到了明顯的改善，也說明了聯合仿真在電動助力