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原文传递电动助力转向系统的建模与仿真

论文题名：	电动助力转向系统的建模与仿真
关键词：	汽车转向系统;电动助力转向;ADAMS/CAR模块;MATLAB软件;仿真分析;H∞助力控制
摘要：	汽车转向系统是影响汽车操纵稳定性、行驶安全性和驾驶舒适性的关键部件。在追求高效节能、高舒适性和高安全性的今天，电动助力转向系统(EPS)作为一种全新的汽车动力转向系统，以其节能、环保、更佳的操纵特性和转向路感，成为动力转向技术研究的焦点。随着计算机技术的迅速发展，机械系统多体动力学仿真软件ADAMS和控制系统分析软件MATLAB的开发，为电动助力转向系统的研究提供了更为方便有效的平台。本文基于ADAMS和MATLAB软件，对装备EPS系统的整车多体动力学虚拟样机模型进行了联合仿真控制分析。本文首先对EPS的结构、工作原理、分类、关键部件、特点、发展方向及现状等进行了阐述；还简要介绍了多体动力学的理论基础，并对多体动力学仿真软件ADAMS和控制系统分析软件MATLAB做了介绍。利用多体动力学理论，应用ADAMS/CAR模块建立了多自由度整车动力学模型，包括前/后悬架模型、转向系统模型、轮胎模型、动力传动系模型和制动模型，并且建立了适合轮胎的路面谱。针对转向系统应用新的加载助力方法，进行相关文件的编写。对助力特性进行了理论分析，根据助力特性曲线确定方法，结合本文所建立的虚拟样机模型，确定了一组适合模型的助力特性曲线。提出了EPS控制的目标，分析了实现控制目标的途径，研究了助力控制模式、回正控制模式和阻尼控制模式等基本控制模式选择的边界条件。将H∞控制理论应用于EPS助力控制研究，设计了助力控制H∞控制算法，对回正控制算法、阻尼控制算法和三种补偿算法进行了研究，实现了EPS在不同转向工况下的最优控制。在MATLAB中建立了电机模型。运用联合仿真技术，将MATLAB软件中建立起来的控制系统与ADAMS软件中建立的机械系统仿真模型联合起来。助力作为机械系统的输入和控制系统的输出，机械系统输出的方向盘转矩和车速信号等作为控制系统的输入，进行机电一体化联合仿真分析。仿真结果表明：所设计的EPS控制系统有较好的转向轻便性和回正性，在控制系统中加入H∞控制器后具有较好的鲁棒性。最后对全文进行了总结，说明了所做的主要工作，同时也提出了展望。
作者：	蒋芬
专业：	车辆工程
导师：	钟绍华
授予学位：	硕士
授予学位单位：	武汉理工大学
学位年度：	2008
正文语种：	中文