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原文传递电动助力转向控制策略的研究

论文题名：	电动助力转向控制策略的研究
关键词：	电动助力转向系统;系统控制策略;实车试验;系统模型;车辆;助力控制;力矩;理论分析;转向盘;回正性能;主动阻尼;微分控制;台架试验;试验系统;控制算法;动态性能;电机;非线性振动理论;改善;仿真
摘要：	本文致力于电动助力转向系统控制策略的研究。首先，建立了电动助力转向系统的仿真模型，包括转向系统模型、车辆模型、轮胎模型和电控系统模型，并对建立的模型进行了试验验证。然后，介绍了研究中用到的台架和实车试验系统，主要包括试验系统的总体结构以及软、硬件组成等。在有了模型基础和试验条件之后，综合应用“理论分析”、“离线仿真”、“台架试验”和“实车试验”等多种技术手段，进行了控制策略的研究。研究结果表明，从结构上来说，电动助力转向系统的控制策略应包括以下四个功能模块：基本助力控制、力矩微分控制、电机补偿控制和回正与主动阻尼控制。本文对车辆的转向盘力矩特性进行了理论分析，提出了适用于各种车速工况下的转向盘力矩的统一表达式；然后结合试验车辆的具体情况，定量化给出了驾驶员期望的转向盘力矩与车速和侧向加速度的关系；并给出了车速感应型基本助力控制的具体实现方法与调试准则。为了协调转向轻便性和“路感” 之间的矛盾，以及改善电动助力转向系统的动态性能，在基本助力控制的基础上引入了力矩微分控制。此外，为了克服电机惯量、阻尼和摩擦等机械特性对电机输出力矩的影响，改善电动助力转向系统的动态性能，又引入了电机补偿控制。本文首次采用一个单自由度非线性振动模型来描述车辆的回正过程，并引入非线性振动理论，对车辆的回正性进行了深入的理论分析。为了提高车辆的回正性能，在充分研究基于转角闭环的回正与主动阻尼控制算法的基础上，创新性地提出了基于功能原理的回正与主动阻尼控制算法。台架和实车试验结果表明，在本文提出的控制策略的作用下，车辆的转向轻便性、操纵稳定性、转向动态响应和回正性能均得到了提高与改善。关键词：电动助力转向系统，控制策略，仿真，台架试验，实车试验
作者：	孟涛
专业：	车辆工程
导师：	余卓平;陈慧
授予学位：	博士
授予学位单位：	同济大学汽车学院
学位年度：	2006
正文语种：	中文