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原文传递线控转向随动系统控制方法研究

论文题名：	线控转向随动系统控制方法研究
关键词：	智能汽车;线控转向系统;转向角跟踪;仿真分析
摘要：	智能汽车能够在很大程度上提高车辆的安全性和舒适性，是未来汽车的发展方向。线控转向系统作为一种全新概念的电子控制转向系统，其可变传动比设计及转向灵敏的特点很好的迎合了主动转向的要求，对于提高智能汽车的主动安全性具有重要意义。转向随动系统作为线控转向系统的重要组成部分，其对转角的跟踪效果直接决定系统性能。本文针对转向随动系统进行研究，目标是抑制转向过程中的干扰，提升转角跟踪性能。　　在分析线控转向系统结构和常用控制策略的基础上，确定了转向随动系统的控制结构。选用永磁同步电机作为转向执行电机，建立矢量控制式的永磁同步电机模型和转向传动机构的动力学模型，并利用实验数据对模型中的未知参数进行了辨识和实验验证。考虑到转向系统的干扰力矩主要由转向过程中的回正力矩和路面激励引起的扰动力矩组成，对回正力矩组成及其特征做了分析，建立了回正力矩模型；对于路面激励引起的扰动力矩，由于其具有随机性，无法通过数学表达式准确描述，本文借助高精度车辆动力学仿真软件veDYNA对其进行分析，发现其具有低频特性。　　为了对干扰力矩进行前馈补偿，基于魔术公式轮胎模型构建了回正力矩MAP图，并在高精度车辆动力学仿真软件veDYNA中对回正力矩MAP图的计算精度进行了验证。针对转向随动系统中的不确定性干扰的抑制问题，本文提出采用MAP图前馈补偿的H控制方法。利用构建的回正力矩MAP图对系统干扰进行补偿，然后针对补偿后的系统，设计H控制器，并根据对路面激励引起的扰动力矩的分析结果，设计性能加权函数。最后，结合高精度车辆动力学仿真软件，在角阶跃、双移线和蛇形等多种工况下，对设计的控制器进行验证。　　为进一步验证所设计的控制方法在实际系统中的性能，结合整车实时仿真系统，构建了转向随动系统的硬件在环实验平台，并对控制算法做了开发。最后，在该实验平台上对本文设计的控制器进行了多种工况的实验验证。实验结果表明，本文设计的转向随动控制系统实现了对期望转向角的跟踪功能并具有良好的跟踪性能。
作者：	刘培文
专业：	控制工程
导师：	井后华
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工业大学
学位年度：	2016
正文语种：	中文