【摘 要】
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随着微电子技术和现代控制理论的发展,汽车技术正越来越电子化和智能化,乘用车电动助力转向系统作为一种典型的机电一体化产品,正在成为轻型汽车转向的主流技术。电动助力转向系
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随着微电子技术和现代控制理论的发展,汽车技术正越来越电子化和智能化,乘用车电动助力转向系统作为一种典型的机电一体化产品,正在成为轻型汽车转向的主流技术。电动助力转向系统由电动机提供转向助力,控制单元根据车辆运行状态和驾驶员转向操作计算助力的大小,使汽车在低速转向时具有良好的转向轻便性,高速时具有良好的稳定性。再加上电动助力转向系统具有节能环保、提高车辆主动安全性和稳定性等诸多优点,正逐步替代液压助力转向成为转向领域的主流技术。本文以作者参与的某开发车型为研究对象,研究了电动助力转向系统的结构设计、系统匹配、模型建立、控制方法以及仿真研究等。主要工作如下:
首先,作者在对国内外电动助力转向系统资料进行系统研读分析的基础上,对EPS系统的组成结构、工作原理、性能特点和发展现状进行了阐述;根据开发车型的特点及性能参数对EPS系统进行选型匹配,并基于CATIA平台对EPS系统进行了结构设计和装配。
其次,系统学习了多体系统动力学及虚拟样机技术,并对机械系统动力学仿真软件ADAMS的使用做了相关介绍。在此基础上利用ADAMS/View模块建立了装备有EPS系统的整车多体动力学模型,模型包括前麦佛逊式悬架、后多连杆式悬架、转向系统、前后车轮及路面谱等。运用所建模型进行了稳态转向试验的整车仿真。研究了电动助力转向系统的受力关系并建立了数学模型,结合所建立的数学模型确定了一种车速感应型助力特性曲线,然后对EPS系统的模糊控制、补偿控制等进行了相关研究。为后续验证该EPS系统对开发车型助力效果的改善作用打下理论基础。
最后,讨论了ADAMS软件与MATLAB软件的联合仿真方法,在MATLAB软件中建立控制模型,结合前面建立的ADAMS整车模型进行了机电一体化联合仿真分析,仿真分别采用了角阶跃工况、双移线工况和蛇形工况。仿真结果表明EPS系统助力效果明显,整车的操控稳定性得到了明显改善。
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