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基于Unity 3D的半硬件在环路谱伺服系统的设计
| 论文题名： | 基于Unity 3D的半硬件在环路谱伺服系统的设计 |
| 关键词： | 汽车电动助力转向系统;综合性能;路谱伺服系统;仿真平台;闭环控制策略 |
| 摘要： | 对于电动助力转向系统（EPS）的开发来说，需要对其加载大量不同的路谱以进行综合性能测试，以此保证EPS产品能够在真实工况下保持优良的助力性能。为了为EPS综合性能测试提供精确度高、多样化的路谱数据，本文提出了虚拟路谱仿真系统，基于Unity3D虚拟平台模拟出真实的路面数据。本文以EPS综合试验台为研究对象，基于闭环控制策略将虚拟路谱数据加载到试验台上，以测试EPS的综合性能。主要内容如下： 1.针对现有路谱模拟系统模拟出的路谱数据频带过低且模拟的路面状况单一的问题，基于Unity3D虚拟仿真平台搭建虚拟路谱仿真系统，包括虚拟汽车转向系统和虚拟道路模型，设计虚拟传感器脚本记录在物理引擎的作用下汽车与路面之间由于碰撞产生的应力和手力矩数据，并将数据通过串口输出。 2.针对EPS直接上真车和真实路面进行测试具有极大危险性的问题，以EPS综合试验台作为实验平台完成对EPS的综合性能测试实验。为了将从虚拟仿真系统中得到的虚拟路谱数据加载到试验台上，设计了基于PID闭环控制器和A*算法调参的闭环控制策略，使路谱数据高精度加载到试验台上。 3.为了验证虚拟路谱仿真环境、试验台环境和真实试验环境的一致性，并对EPS的综合性能进行评估，设计了数据分析对比系统。以皮尔逊系数作为两组数据的相似度，分别在频域和时域上计算两组数据的皮尔逊系数，其中时域上的皮尔逊系数可以表明两个不同环境中路面颠簸趋势的相似度，频域上的皮尔逊系数可以表面两个不同环境中汽车转向系统固有频率的相似度。分析从试验台上采集得到的数据，根据公式计算出EPS的助力系数和路感反馈系数，可以表示EPS的综合性能。 本文通过虚拟仿真得到虚拟路谱数据，通过闭环控制策略将虚拟路谱数据加载到试验台上，通过数据分析对比判断虚拟环境、试验台环境和真实环境的一致性，并对EPS的性能作出评估，本文的研究成果对EPS的开发具有重要实际意义。 |
| 作者： | 何丽 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 金健 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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