汽車主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)及控制特性研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代汽車控制理論和智能化技術(shù)的飛速發(fā)展，汽車駕駛?cè)藢?duì)汽車的操穩(wěn)性、安全性、靈敏性以及舒適性等方面的要求也越來越高。汽車主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(AFS-Active Front Steering)實(shí)現(xiàn)了獨(dú)立于駕駛員操縱方向盤時(shí)的轉(zhuǎn)向干預(yù)，提高了汽車在緊急情況下的快速轉(zhuǎn)彎、大側(cè)向風(fēng)作用力、不同分離系數(shù)路面的轉(zhuǎn)向響應(yīng)特性，滿足駕駛員在中低速轉(zhuǎn)向時(shí)的輕便性和靈活性，高速轉(zhuǎn)向時(shí)的安全性和穩(wěn)定性。因此，汽車主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是當(dāng)前汽車主動(dòng)安全與智能轉(zhuǎn)向技術(shù)的研

2、究熱點(diǎn)和發(fā)展方向。
　　本文依托于重慶市科委科研基金項(xiàng)目“車輛橫向駕駛行為險(xiǎn)態(tài)識(shí)別及人車交互主動(dòng)安全控制研究”（批準(zhǔn)號(hào):cstc2014jcyjA6007），結(jié)合國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀，對(duì)汽車主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，研究了基于雙行星齒輪機(jī)構(gòu)可變傳動(dòng)比的汽車主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制特性。具體研究?jī)?nèi)容包括如下幾個(gè)方面:
　　(1)對(duì)汽車主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理進(jìn)行研究分析，提出汽車主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路，設(shè)計(jì)了基于雙行

3、星齒輪變傳動(dòng)比的汽車主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。
　　(2)對(duì)汽車主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的蝸輪蝸桿減速機(jī)構(gòu)、雙行星齒輪機(jī)構(gòu)、齒輪齒條機(jī)構(gòu)等傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)分析，并基于主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中傳動(dòng)比隨速變化的特點(diǎn)，分別在不同橫擺角速度增益和側(cè)向加速度增益的情況下，研究了轉(zhuǎn)向傳動(dòng)比隨速變化的特性，以及汽車轉(zhuǎn)向靈敏度在不同轉(zhuǎn)向傳動(dòng)比下隨速度變化的關(guān)系。
　　(3)根據(jù)汽車主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的雙行星齒輪可變傳動(dòng)比機(jī)構(gòu)工作原理，設(shè)計(jì)了汽車主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的理想線性和非線性變傳動(dòng)

4、比特性曲線，通過仿真曲線驗(yàn)證了可變轉(zhuǎn)向傳動(dòng)比設(shè)計(jì)的合理性，即汽車主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可根據(jù)駕駛員的轉(zhuǎn)向意圖和當(dāng)前汽車的行駛路況條件，通過主動(dòng)轉(zhuǎn)向電機(jī)提供附加前輪轉(zhuǎn)角進(jìn)行補(bǔ)償和調(diào)節(jié)。從而更好地協(xié)調(diào)了汽車在低速轉(zhuǎn)向時(shí)的輕便性和高速轉(zhuǎn)向時(shí)的穩(wěn)定性。
　　(4)在汽車轉(zhuǎn)向的過程中，通過建立主動(dòng)轉(zhuǎn)向電機(jī)的等效電路模型，提出了主動(dòng)轉(zhuǎn)向電機(jī)的控制策略，研究了汽車主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制特性。通過MATLAB/Simulink建立主動(dòng)轉(zhuǎn)向電機(jī)串級(jí)PID控制模型