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汽车电动助力转向系统建模与转向特性仿真分析
| 论文题名： | 汽车电动助力转向系统建模与转向特性仿真分析 |
| 关键词： | 汽车;电动助力转向系统;仿真分析;操纵稳定性;控制算法 |
| 摘要： | 电动助力转向系统(EPS)由于具有理想的助力转向特性以及广泛的应用前景，成为当今汽车转向技术研发的热点。许多国家尤其是一些发达国家已经在相关领域成绩斐然。电动助力转向系统作为一种典型的主动安全控制技术，对于提高汽车行驶安全性，操纵稳定性以及转向轻便性有着重要意义，近年来其发展越来越受到人们的关注。本文以齿轮齿条式电动助力转向系统为研究对象，研究了汽车最佳转向特性的控制方法，并分析了在不同工况下两种算法对电动助力转向系统的控制效果。 为了提高电动助力转向系统的动态转向性能，本文首先利用ADAMS/Car建立了A级乘用车的多体动力学模型，并确定了适用于本文汽车模型的直线型助力特性曲线;然后分析了电动助力转向系统各组成部分的数学模型，建立了基于MATLAB/Simulink的电动助力转向系统仿真模型;最后，构建了上下两层的电动助力转向系统控制策略，即:上层控制策略采用基本助力控制和补偿控制的方法确定目标电流;下层控制策略通过模糊PID调节器和脉宽调节器(PWM)完成对目标电流的准确跟踪控制，同时调节目标电流与电机电流之间的误差，使助力电机输出理想的助力力矩。仿真结果表明:(1)与不具有电动助力转向系统的汽车相比，配有电动助力转向系统的汽车具有较好的操作稳定性;(2)通过对双移线、蛇形、角脉冲以及低速回正四种典型工况下操纵稳定性评价参数对比分析可知，在四种工况下汽车模型所具有的助力特性有利于保持驾驶员路感的基础上改善汽车的转向轻便性，同时可以有效的提高汽车的动态转向效果和低速回正能力。(3)通过对PID和模糊PID两种控制算法的对比分析可知，两种控制算法都能够取得良好的转向控制效果，但是模糊PID的控制参数具有较好的在线调整和修正能力，所以模糊PID相对于PID控制具有更好的适应性与鲁棒性。 |
| 作者： | 时培伟 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 杨英 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东北大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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