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比例阀式ECHPS动力学建模与仿真
| 论文题名： | 比例阀式ECHPS动力学建模与仿真 |
| 关键词： | 电控液压转向系统;电液比例阀;模糊PID控制;操纵稳定性;台架试验 |
| 摘要： | 中、重型商用车目前普遍采用液压助力转向系统（简称为HPS），其助力特性的设计主要考虑低速时的转向轻便性，高速时驾驶员“路感”较差。随着中、重型商用车平均运行速度的提高，HPS系统已不能满足不同车速条件下对转向轻便性和操纵稳定性要求，而电动助力转向和电动泵式液压助力转向系统受限于电机功率均不适用转向阻力矩较大的中、重型商用车。本文提出一种基于电液比例阀动态调节流量的新型可变助力特性电控液压助力转向系统(简称为ECHPS)，主要研究ECHPS系统的动力学建模与仿真以及系统的助力特性和控制策略，为商用车ECHPS研发提供理论基础，本文研究内容主要如下: 在分析国内外电控液压助力转向技术发展现状的基础上，结合中、重型商用车循环球式HPS系统的结构特点，提出了采用电液比例阀控制旁通流量的ECHPS设计方案。根据理想助力特性曲线的设计要求，设计了ECHPS抛物线型助力特性曲线，并通过拟合计算得到了全车速下的ECHPS理想的助力特性曲线。 研究了ECHPS系统的助力控制策略，根据助力特性曲线提出了不同车速下比例阀电压的计算流程;对于危急大转速工况，设计了一种根据车速和方向盘角速度确定比例阀电压的附加力矩控制策略，并建立了整个ECHPS系统的控制流程。同时，采用模糊PID控制作为比例阀控制系统的控制策略。 根据ECHPS系统的机械、液压和电控等模块的结构特点分别建立了各模块的数学模型，并建立了整车三自由度转向动力学模型。基于Matlab/Simulink建立了ECHPS系统的整车仿真模型，分析了不同控制策略下比例阀的阀芯位移响应，不同车速下的阀芯位移、旁通流量响应以及助力油缸的油压响应;仿真分析了转向轻便性、常规助力控制、附加力矩控制以及整车操纵稳定性。 最后对自行研制电液比例阀的流量—压力特性进行了测试;对采用电液比例阀控制流量的ECHPS系统样机进行了台架试验，得到不同车速下的助力特性曲线，试验结果验证了仿真结果和仿真模型的有效性。 |
| 作者： | 董家寅 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 陈龙 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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