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电动助力转向系统评价指标和控制系统研究
| 论文题名： | 电动助力转向系统评价指标和控制系统研究 |
| 关键词： | 电动助力转向系统;评价指标;MATLAB软件;数学建模;特性曲线;线性二次型控制器 |
| 摘要： | 电动助力转向(EPS)系统能适应低温的工作环境、节约能源、转向助力来源为可再生能源，符合目前汽车技术发展的必然趋势:安全、节能、环保和回收。同时EPS系统还具有助力大小随车速变化，所占空间小，便于工业化生产等优势。国外多家汽车企业已在实际应用中使用了这种转向系统，国内发展较慢，使用较少，多家公司和多所高校正着手研究开发此种转向系统。 本文分析了EPS系统的受力情况后，将整个EPS系统分为三个子模块:转向机械模块、助力电动机模块和轮胎模块，并引入整车模型。根据各个模块的动力学方程利用MATLAB软件建立了数学模型，并选择合适的输入输出信号，建立了整个系统的状态空间方程。 确定了EPS系统的仿真模型后，选择转向路感、驾驶员手力与横摆角速度之间的关系和操纵稳定性作为EPS系统性能的评价指标。推导出三个评价指标的函数表达式，并仿真得出系统参数对EPS性能的影响情况。对系统参数进行了取值优化，选择转向路感作为优化目标函数，得出了满足操纵稳定性且路感最大时系统参数的取值。 研究了EPS控制系统:助力特性曲线和控制器。选择直线型助力特性曲线，考虑车辆零车速转向和行驶中转向两种情况，设计了助力特性曲线。在对系统控制器的分析中，首先适度简化了被控对象——电动机，并通过仿真证明可行;其次，选择了最优控制理论中线性二次型控制器(LQR)作为系统的控制算法，同时选择PID算法作为对比，利用MATLAB仿真，证明了LQR的性能优于PID;最后，仿真得出采用LQR控制器的整车助力距和阻力矩，证明了本文所做设计能保证良好的助力效果。 |
| 作者： | 郝耕艺 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 魏志勇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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