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线控转向汽车路感模拟控制策略研究
| 论文题名： | 线控转向汽车路感模拟控制策略研究 |
| 关键词： | 汽车线控转向系统;路感模拟;动力学模型;轮胎侧偏特性;控制策略 |
| 摘要： | 随着汽车智能化与集成化的发展，线控转向作为一种新兴的转向技术，越来越受到关注。相比于传统的机械转向，线控转向系统有众多优点，包括简化转向系统结构、提高驾驶室的空间利用率、方便与自动驾驶等先进技术相结合等优点。 尽管线控转向系统存在诸多优点，但就目前而言仍存在着一些关键问题亟待解决。在传统转向系统中驾驶员可通过系统的机械连接获取路面反馈信息即“路感”，而线控转向系统由于自身结构无法直接获取路感，因此需要动力部件进行路感模拟。本文针对线控转向系统无法获取路感的问题，对线控转向系统中路感模拟这一关键技术进行研究。 首先，分析线控转向系统的结构与工作原理，建立了方向盘总成部分的动力学模型。并在线性二自由度车辆模型中考虑了轮胎的侧偏特性，结合“魔术公式”轮胎模型，建立了在大侧向加速度下仍有一定准确度的非线性二自由度车辆模型，为之后上层路感规划研究奠定基础。 其次，在上层路感规划研究中，提出了机械路感与驾驶员偏好路感两种路感规划方案。在机械路感规划方案中，采用了基于车辆模型的方法对路感进行规划，并考虑传统车辆转向助力对方向盘反馈力矩的影响，使驾驶员获得近似于传统汽车的路感。在驾驶员偏好路感规划方案中，结合神经网络算法高效的非线性拟合能力，建立了驾驶员偏好路感模型，为线控转向车辆规划出驾驶员所偏好的路感。同时在仿真软件中建立了机械路感与驾驶员偏好路感算法的仿真模型，通过仿真初步分析了两种路感方案的可行性。 最后，在下层路感电机控制策略研究中，完成了基于永磁同步电机(PMSM)的路感电机控制系统的设计，其中包括永磁同步电机模型的建立、矢量控制算法的研究以及基于线性自抗扰控制(LADRC)的电流动态解耦控制策略的研究。并完成了相关仿真分析，结果表明该控制方案下的路感电机的力矩、位置控制性能均较好。为进一步验证路感规划算法与路感电机控制算法的可行性，基于STM32单片机完成了路感模拟系统控制器设计。之后利用嵌入式自动代码生成技术将路感规划算法下载到控制器，完成了路感模拟系统离线测试，验证了所设计路感算法与控制器的合理性。 |
| 作者： | 陶军 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 陈哲明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆理工大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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