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基于虚拟样机的电动助力转向系统动力学研究
| 论文题名： | 基于虚拟样机的电动助力转向系统动力学研究 |
| 关键词： | 车辆系统;电动助力转向;闭环控制器;动力学模型;虚拟样机技术 |
| 摘要： | 汽车转向系统作为专门用来控制汽车行驶方向的系统，其性能直接关系到车辆的舒适性和安全性，对转向系统的研究是动力学研究的热点之一。电动助力转向系统（Electric Power Steering System）是一种新型的车辆转向动态控制系统，该系统能实时根据车辆在不同路面状况下的运动状态和驾驶员的转向需求，提供与之适应的转向助力，使车辆在低速转向时具有更好的轻便性而在高速转向时具有更好的稳定性。与机械转向系统和液压助力转向系统相比，它具有更好的抗干扰性能、燃油经济性能、低温启动性能、安全性和环保性能等。电动转向系统及相关技术的优点使之成为当前转向系统研发和汽车技术发展的重点之一。 虚拟样机技术是一种以机械系统运动学、动力学和控制理论为核心，综合应用三维计算机图形技术、网络技术、信息技术等多种现代技术的产品设计开发方法。将虚拟样机技术应用于车辆系统的建模和仿真分析，是未来车辆系统设计开发的必要环节。 基于此，论文以装备电动助力转向系统的整车为研究对象，应用机械系统动力学分析软件 ADAMS构建了包括前后悬架、转向系统、底盘、轮胎和地面谱在内的整车多体动力学仿真模型，在ADAMS环境下进行转向轻便性、蛇行、转向回正性能试验仿真分析。对EPS的动力学模型、直线型助力特性曲线车速感应系数、助力控制策略进行了分析。基于经典控制理论传递函数分析的控制系统综合法，设计了助力电机电流闭环控制器。通过ADAMS/Control和MATLAB/Simulink进行机械系统和控制系统相互间的联系，建立闭合的数据交换通道，实现机械-控制系统的机电一体化联合仿真，验证了模型的有效性。 对ADAMS和MATLAB联合仿真技术的有益探索，为研究电动转向系统的运动学和动力学特性提供了一种可行的方案，对EPS产品的开发具有一定指导作用和参考价值。同时，为联合仿真技术应用于整车和其他机械系统的动力学仿真分析提供了借鉴。 |
| 作者： | 谢鹏 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 顾力强 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海交通大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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