电动转向系统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。虚拟样机技术的发展使得对机械系统动力学的仿真分析变得更加快捷和方便。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,论文以某型微型车的电动助力转向系统为研究对象,应用机械系统动力学自动分析软件ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of MechanismSystem)构建了包括电动助力转向系统机械系统模型、前后悬架模型、车身模型、轮胎和地面模型在内的整车多体动力学仿真模型。同时,运用联合仿真技术,将MATLAB软件中建立起来的控制系统与ADAMS中的机械系统仿真模型联系起来,将助力扭矩作为机械系统的输入和控制系统的输出,将机械系统输出的方向盘转矩和车速信号作为控制系统的输入。在控制系统设计中采用了相位补偿、前馈和反馈控制、PID控制等控制手段,同时,为减小因直流电动机摩擦、惯量、阻尼对控制电流的影响,在系统中加入了阻尼补偿控制和回正补偿控制环节。通过状态方程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。 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。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。 另外,对采用MECHPRO实现三维CAD软件所建立的机械系统CAD模型导入ADAMS软件的方法进行了探讨。