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汽车电动助力转身系统控制策略及试验研究
| 论文题名： | 汽车电动助力转身系统控制策略及试验研究 |
| 关键词： | 电动助力转向;回正控制;阻力模拟试验台;实车试验;操纵特性 |
| 摘要： | 电动助力转向技术(EPS-Electric Powered Steering)以其易于实现更佳的操纵特性和转向路感、结构紧凑、易于装配、高效率、低能耗等特点成为动力转向技术新的焦点。随着电动助力转向系统的不断完善，EPS必将取代传统的转向技术，成为新时代动力转向技术的主导力量。 本学位论文旨在研究转向管柱助力式EPS系统的控制策略和试验方法，以提高EPS系统的操纵性能，具体内容如下： 首先，介绍了EPS的研究背景，EPS系统的结构和工作原理以及国内外发展现状。 其次，分析EPS系统的功能需求，设计了EPS系统的控制策略。介绍了助力控制的三种助力方式，数字PID控制及其参数整定，EPS电机的三种控制方法。为了解决传统EPS系统所带来的汽车回正性能降低的问题，在EPS系统中加入了回正/阻尼控制，分析并设计了回正特性曲线，提出了基于方向盘转角和转角速度的PID回正控制方法。对比分析转向过程和回正过程输入信号的变化特点，找到准确判断进入各控制模式的条件。 再次，简单介绍了EPS系统中输入输出信号及其特点，设计了用于回正控制的转角传感器，并完成了EPS控制器的设计。其中主要包括EPS控制器软硬件总体结构设计，扭矩信号、转角信号和车速信号的采集处理，电机驱动及其PWM控制，数字滤波等。 然后，为了调试方便，验证控制器的可靠性和控制策略的正确性，设计了用直流电机模拟路面阻力的EPS系统试验台。完成了分别用于研究助力控制和回正控制的电机阻力模拟曲线设计并在试验台架上完成了阻力加载。开发了基于LabVIEW的实时数据采集系统。参考《汽车电动助力转向装置技术条件与台架试验方法征求意见稿》进行了台架试验，其中包括：输入输出特性试验，助力电流特性试验，回正特性试验。通过实时显示和记录的数据，实现了对EPS系统的分析研究。 最后，将自主研发的EPS控制器安装在实车上，参考GB/T6323-1994《汽车操纵稳定性试验方法》进行了实车试验，其中包括：原地转向试验，转向轻便性试验，转向回正性能试验。实验结果表明自主研发的EPS控制器提高了汽车的转向轻便性，改善了汽车的回正性能且效果良好，满足了设计的要求。 本文通过设计的阻力模拟台架试验和实车试验验证了所提出的电动助力转向控制策略的可行性且试验效果良好，对电动助力转向系统的研究，设计和开发具有重要的理论意义和现实意义。 |
| 作者： | 马葳 |
| 专业： | 汽车电子工程 |
| 导师： | 过学迅 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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