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汽车电助力转向系统建模与仿真研究
| 论文题名： | 汽车电助力转向系统建模与仿真研究 |
| 关键词： | 汽车电助力转向系统;控制策略;操纵性能;建模仿真 |
| 摘要： | 伴随着科学技术的进步，电助力转向系统(Electric Power Steering，简称EPS)已经开始逐渐变成汽车转向系统的主角。电助力转向系统重量轻、体积小、节能环保并且安装和维修方便，同时它还能够提高汽车的操纵性能，从而改善了驾驶员驾驶汽车的安全性与舒适度。目前国外已经研究出助力控制模式、回正控制模式和阻尼控制模式这样三种控制模式共同作用下的EPS系统，而国内对EPS系统的研究还处在初级阶段，所以本文对EPS系统的分析与研究是非常必要的。 本文首先讲述了EPS系统的发展情况，并且选用转向轴助力式EPS系统作为研究对象分析了EPS系统的特点、结构和工作原理。紧接着本文选则了永磁无刷直流电机作为EPS系统的助力电机，并对助力电机进行数学建模分析，然后运用MATLAB/Simulink软件对电机的拖动性能进行仿真分析，来检验其在转向系统的应用可行性。随后本文对EPS系统展开受力分析，并在此基础上构建了EPS系统数学模型，同时为了更好地反映汽车其它子系统对转向系统所产生的影响，本文还相应构建了二自由度汽车模型以及轮胎阻力模型。 本文分别设计了应用模糊控制与PID控制算法的助力控制策略、应用PID控制算法的回正控制策略和应用四象限控制算法的阻尼控制策略。然后通过MATLAB/Simulink软件分别搭建了助力控制模式、回正控制模式、阻尼控制模式的模型图，并分别对三种控制模式进行仿真与分析研究。仿真结果不仅验证了所设计的三种控制模式的适用性，还间接的验证了各个控制策略控制算法的适用性与有效性。 在硬件设计中，本文重点对EPS系统电机驱动控制展开设计，并详细描述了在双极性可逆PWM控制下的助力、回正与阻尼控制方法。而在软件设计中，本文设计了EPS系统控制模式选择的软件程序。 |
| 作者： | 张凯 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 高永新 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 辽宁工程技术大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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