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原文传递线控转向系统路感模拟控制研究

论文题名：	线控转向系统路感模拟控制研究
关键词：	汽车线控转向系统;路感模拟;转向阻力矩;卡尔曼滤波;PID控制器
摘要：	线控转向系统以电信号的形式取代传统转向系统的机械连接部分，导致路面信息无法以转向盘力矩的形式传递给驾驶员，直接导致驾驶员失去一定的安全感，因此路感模拟技术是线控转向系统的重要组成部分。本文针对路感模拟控制技术进行研究，其主要工作是通过传感器测量法以及动力学计算法模拟转向阻力矩，并在此基础上设计驾驶员偏好的路感模拟力矩，并通过控制路感电机将此力矩实现到转向盘上，完成路感模拟。　　通过分析线控转向系统的结构和工作原理，搭建线控转向系统的动力学模型，并通过Matlab/Simulink与Carsim的联合仿真试验，验证模型的正确性。　　分别运用传感器测量法与动力学计算法进行转向阻力矩模拟，建立三自由度汽车状态估计模型，并采用扩展卡尔曼滤波算法获取动力学计算法中所需的汽车的质心侧偏角和横摆角速度，通过80km/h下的蛇形工况仿真试验，验证以上两种方法获得的转向阻力矩与实际的转向阻力矩的变化趋势以及峰值的出现时间基本一致。　　通过卡尔曼滤波算法获取转向执行电机的母线电流，并利用其测量值与估计值的残差进行可靠性设计；设置失效试验，验证在电流传感器失效时，所模拟的转向阻力矩仍然与实际的转向阻力矩基本吻合。　　将转向阻力矩转化为机械转向系统下的转向盘力矩，并在此基础上进行基于不同车速下的角变传动比设计；分析速度、侧向加速度以及转向盘转角与驾驶员偏好的路感力矩之间的变化关系，并在机械转向系统下的转向盘力矩的基础上进行基于不同速度、侧向加速度以及转向盘转角的驾驶员偏好的路感模拟力矩的修正设计，最后通过相关试验，验证所设计的角变传动比与修正设计的有效性。　　通过设计PID控制器，控制路感电机将得到的驾驶员偏好的路感模拟力矩实现到转向盘上，通过仿真验证其可以较好的实现路感电机的路感模拟功能；通过双纽线与高速中心区转向工况仿真试验，验证本文设计的驾驶员偏好的路感模拟力矩相对于机械转向系统具有更好的低速轻便性与高速稳定性。
作者：	高成龙
专业：	工程(车辆工程)
导师：	廖林清;屈翔;郭宗环
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆理工大学
学位年度：	2022