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汽车线控转向系统路感模拟控制研究
| 论文题名： | 汽车线控转向系统路感模拟控制研究 |
| 关键词： | 线控转向系统;路感模拟;回正力矩;驾驶员偏好力矩;主动回正控制 |
| 摘要： | 由于线控转向系统取消了转向轮与转向盘之间的机械连接部件，导致驾驶员不能直接通过转向盘获取路感信息，因此，本文对线控转向系统路感模拟展开研究，并考虑车辆在低速转向时转向盘存在回正不足现象，设计主动回正控制算法实现转向盘主动回正。最后进行仿真和硬件在环试验，结果表明，所设计的路感模拟控制算法使车辆具有低速转向轻便性，高速路感清晰的优点，同时能够减小转向盘回正残余角，提升车辆的回正性能。 根据线控转向系统的组成，建立其动力学平衡微分方程，并依据微分方程在MATLAB/Simulink中建立对应仿真模型，结合车辆动力学仿真软件Carsim进行联合仿真试验，验证所模型的正确性。 基于回正力矩动力学模型计算回正力矩，并设计基于车速、转向盘转角的综合路感模拟控制策略。考虑不同车速条件下汽车路感响应性不同，设计摩擦补偿力矩、限位力矩、阻尼力矩、和主动回正力矩对路感进行补偿，使得设计的路感符合驾驶员偏好，并提升汽车的回正性能。最后在几种典型试验工况下对路感模拟算法进行仿真验证，结果表明在低速时能够实现车辆转向轻便，高速时能够使驾驶员获得清晰路感。 为了实现路感模拟和转向盘的回正功能，首先设计PID控制器控制路感电机输出目标力矩，以实现路感模拟，通过仿真试验验证其能够较好的控制路感电机实现路感模拟；其次设计滑模控制器控制路感电机以实现转向盘的回正，通过仿真验证PID控制器和滑模控制器均能实现转向盘的回正，而滑模控制收敛速度更快，能使转向盘在低速时更快回正，具有较好的鲁棒性。 通过搭建线控转向系统硬件试验平台，进行双纽线试验、中心区试验和回正性能试验，结果表明所设计的路感模拟算法能够满足驾驶员在不同车速时对路感的需求，同时能够将转向盘回正残余角减小到1°以内，较大程度提高车辆回正性能。 |
| 作者： | 邱江波 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 廖林清;张君 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆理工大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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