汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制策略及仿真研究.pdf

1、近年來，伴隨汽車產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，汽車已經(jīng)成為家庭必不可少的交通工具，其普及率相比前些年也已經(jīng)得到顯著提高。汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)作為駕駛員的輔助轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，為汽車安全行駛提供更好的保障。EPS(Electric Power Steering，電動助力轉(zhuǎn)向)系統(tǒng)作為新興的重要汽車系統(tǒng)，主要作用是幫助駕駛員對助力電動機進行相應(yīng)的操作，從而完成轉(zhuǎn)向。但是在這個過程中，方向盤轉(zhuǎn)矩和車速之間的配比特性，電機控制器的實時控制，以及在轉(zhuǎn)向時的外界環(huán)境都會對汽車的

2、轉(zhuǎn)向產(chǎn)生較大的影響，因此有必要在這三個方面對整個EPS系統(tǒng)進行深入的研究。
　　首先，對汽車EPS系統(tǒng)的基本原理和基本結(jié)構(gòu)做深入的研究。詳細分析汽車EPS系統(tǒng)電動傳動特性及過程，分析信號的輸入、信號的變化以及信號的輸出。同時，了解市場上舊型的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和目前的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的優(yōu)缺點。針對助力特性中存在方向盤虛位大和缺少行車工況考慮的缺陷，進行相應(yīng)的改進研究設(shè)計。
　　其次，對汽車EPS系統(tǒng)的助力特性作出改進。助力特性是表示駕駛員在操

3、控方向盤時的操控特性，例如，同樣轉(zhuǎn)動方向盤一定的角度，不同助力特性的車型會導(dǎo)致汽車轉(zhuǎn)向角度的不同。在與汽車EPS系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的助力特性中，主要將方向盤轉(zhuǎn)矩和汽車車速考慮在內(nèi)，基本的駕駛助力特性需要滿足在汽車低速轉(zhuǎn)向時，助力電機提供較大的助力，在汽車高速轉(zhuǎn)向時，需要提供較小的助力。結(jié)合此規(guī)律，本課題設(shè)計了雙折點型助力特性曲線，并通過仿真實驗平臺，對其轉(zhuǎn)向特性進行證明。
　　在此基礎(chǔ)上，對轉(zhuǎn)向電機的操控性能進行分析，并利用自適應(yīng)滑模算法

4、設(shè)計電機控制器。詳細的闡述控制器的設(shè)計過程，并通過仿真實驗平臺，在不同的車速和方向盤轉(zhuǎn)矩下，進行控制器魯棒性和穩(wěn)定性判斷的實驗。
　　最后，考慮汽車在正常的行駛過程中，汽車行車的工況條件對汽車轉(zhuǎn)向的影響。提出了汽車EPS系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向補償控制策略。闡述了高速避讓、低速滿載、顛簸路面以及側(cè)風(fēng)環(huán)境中的補償控制策略設(shè)計過程，利用Simulink搭建仿真平臺，在不同的行車模擬條件下，進行不同控制策略的仿真。仿真結(jié)果表明，EPS系統(tǒng)補償控制策略