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大型电动客车助力转向系统的控制策略研究
| 论文题名： | 大型电动客车助力转向系统的控制策略研究 |
| 关键词： | 电动助力转向系统;前轴负荷变量;助力斜率曲线;联合仿真;电动客车 |
| 摘要： | 电动助力转向系统(EPS)是当前汽车领域内一种成熟、可靠的动力转向系统。它通过电机驱动提供合适的转向助力，辅助完成转向，提高了汽车的转向性能，在乘用车领域里得到了广泛的应用。而在商用车领域内，仍然以液压助力转向系统为主。对于大型电动客车，动力源的转型使液压助力系统的弊端更加明显。纵观国内外，已有部分学者开始了商用车辆EPS系统的研究工作，但面市的产品仍很少。因此，电动客车EPS系统，具有广阔的市场前景和实际的应用价值。 本文在乘用车EPS系统的理论基础上，针对电动客车的转向系统和运行工况，对助力特性进行了研究。作为创新点，本文采用车速、方向盘转矩、前轴负荷3个变量来研究电动客车的助力特性曲线。参考直线型助力表达式，推导出含有这3个变量的助力特性表达式，并将助力特性曲线的拟合转化为“助力斜率”的拟合设计。通过阶跃转向仿真，获得部分车速和载荷下最大转向力，从而计算出相应的助力斜率值。 在成熟的控制理论基础上，对模糊控制和PID控制进行了分析。针对电机模型，建立PID控制模型，通过对目标电流和电机反馈电流进行控制，从而获得电机的电压控制信号。通过模糊控制策略，对助力斜率值进行模糊推理，从而获得任意车速和载荷下的助力斜率值。 以汽车动力学为基础，利用ADAMS/Car软件建立包括转向系统、动力系统、车身系统、车轮、悬架系统在内的汽车整车模型，利用Matlab/Simulink软件建立模糊控制模型、PID控制模型、助力电机模型，并将二者联合，建立闭环控制的仿真模型。 最后，对EPS系统进行仿真评价：阶跃转向仿真评价汽车瞬态响应特性；稳态回转仿真评价汽车转向特性；双纽线仿真评价转向系统操纵轻便性。通过这3个仿真结果，分析得到EPS系统在保证不足转向特性的基础上改善了整车的瞬态响应和操纵轻便性。 |
| 作者： | 宁超成 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 邓亚东 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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