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汽车EPS助力控制方法研究及EPS参数对整车操纵稳定性的影响探讨
| 论文题名： | 汽车EPS助力控制方法研究及EPS参数对整车操纵稳定性的影响探讨 |
| 关键词： | 电动助力转向;控制策略;操纵稳定性;台架设计 |
| 摘要： | 电动助力转向系统(EPS)与传统液压助力转向相比具有一系列优点，已成为现代汽车转向系统的研究热点之一。本文对EPS的控制方法进行了研究，对EPS结构性能参数对整车操纵稳定性的影响进行了初步探讨。 首先，在分析EPS转向性能的基础上，对EPS常规助力控制所执行的控制算法进行了研究，分别采用神经网络PD控制策略和模糊神经网络PD控制策略，对FPS的常规助力特性进行仿真控制，比较了两种控制策略的效果，仿真结果表明，模糊神经网络PD控制既有神经网络控制的精确性又有模糊控制的快速性，使EPS系统运行的稳定性得到较大提高。 然后，针对以ARMS3C44BOX单片机为微处理器的EPS控制器硬件特点，采用模块化设计思想开发了EPS模糊神经网络PD控制程序，并将控制硬件与软件进行集成调试。为检验EPS控制策略和控制系统的实际效果，研制了基于1/4车辆模型的电动助力转向系统试验台，该试验台采用微型客车部件，可以实现不同的车速、车轮负荷及道路激励条件，车轮可以旋转、偏转和上下振动，与实车行驶状态接近。运用该试验台分别进行了原地转向和车速为5km/h时的转向助力特性试验，转向盘振动、转向盘角脉冲输入试验。试验结果表明，EPS助力电动机电流响应平稳，对方向盘转矩具有较好的跟踪效果；在原地转向和车速为5km/h时，当方向盘转角达到500°时，可使驾驶员作用在方向盘上的转矩分别降低54.3％和34.2％，表明EPS具有良好的助力效果；在不同的转向行程中，采用模糊神经网络控制策略都能使EPS获得较好的控制效果，说明控制方法和控制系统有效、可行，满足了EPS系统的轻便性和灵敏性要求。 为进一步了解EPS对整车操纵稳定性的影响，建立了含EPS系统的整车三自由度动力学模型，应用模糊神经网络控制策略，仿真分析了EPS主要结构性能参数对整车操纵稳定性能的影响，结果显示，助力电机的减速比和转向轴小齿轮的半径对整车的横摆角速度、质心侧偏角及侧倾角的超调量和稳定值影响很大，而助力电机的粘性摩擦系数、转向柱刚度、助力电机刚度及转向柱转动惯量等参数对整车操纵稳定性的影响很小。在此基础上，研究了装有EPS系统的汽车横摆角速度的补偿控制策略，在EPS控制过程中引入一个横摆角速度的反馈信号，在基本助力电流的基础上迭加一个负的补偿电流，来减小汽车的横摆角速度，从而提高汽车的操纵稳定性。 |
| 作者： | 李冰洋 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 陈龙 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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