汽车电动助力转向系统操纵性能分析和模型仿真研究

西安理工大学硕士学位论文汽车电动助力转向系统操纵性能分析和模型仿真研究姓名：杨芬申请学位级别：硕士专业：车辆工程指导教师：刘凯;周春国20080301汽车电动助力转向系统操纵性能分析和模型仿真研究作者：杨芬学位授予单位：西安理工大学相似文献(10条)1.会议论文万垂红.邵毅明.田茂盛汽车转向系统设计方法分析2004汽车的转向系统作为整车的一个重要组成部分，它对汽车的操纵稳定性、平顺性和驾驶员的安全驾驶都有着直接的影响。本文通过对目前汽车转向系统设计方法的综合分析，叙述了目前国内普遍采用的转向系统平面设计方法和空间设计方法的基本原理，着重介绍了多刚体动力学知识，利用多刚体动力学分析软件ADAMS对转向系统进行仿真分析，从而达到优化设计的目的。2.期刊论文王常友.董爱杰汽车转向系统的现状及发展趋势-北京汽车2007,(3)汽车转向系统的发展经历了纯机械式转向系统、液压助力转向系统、电动助力转向系统3个基本阶段,线控转向系统为其发展趋势.文中综述了国内外转向技术的发展历程、现状和发展趋势.着重介绍了现在广泛应用的电动助力转向系统的组成、工作原理及其优点,并阐述了转向系统的发展趋势.3.学位论文孙玉华线控转向系统的设计及其特性的研究2009线控转向系统（Steering-By-Wire）由于其取消了转向盘和转向车轮之间的机械连接，不仅使驾驶室的乘坐空间加大，因此驾驶室的设计变得更加自由和灵活，同时转向系统的转向传动比可以任意设计，为进一步的对汽车转向进行主动控制提供了可能。因而线控转向系统必将成为未来汽车转向系统的发展主要方向之一，同时也是当今汽车工程领域研究的热点之一。汽车转向系统大致经历了机械转向系统、液压助力转向系统、电控液压动力转向系统、电动助力转向系统。机械转向系统转向沉重，驾驶员驾驶负担过重。后来发展的几种具有助力特性的转向系统主要目的是为了降低驾驶员的劳动强度。对于转向系统而言，除了实现驾驶员的控制指令之外，还必须有良好的路感要求，即具有良好的转向盘的力特性。在助力转向系统的研究当中，一个主要的难点就是进行转向系统的力特性分析。随着科学技术的发展一些新的控制系统和方法的大量应用，如一些新的传感器在汽车上的使用，线控转向系统也进入了大力的研究和发展阶段。线控转向系统不仅能够实现良好的汽车转向盘力特性，同时还能为汽车的主动控制提供一定的基础，如实时的实现主动转向的功能，与现有汽车装备的稳定性控制系统一起将使得汽车在高速以及极限工况下的安全性能得到极大的提高。但由于线控转向系统的特性原因，如转向盘与转向车轮之间刚性连接的取消，也增大了进行线控转向系统研究的难度。本文利用计算机模拟技术，在建立了汽车整车模型的基础上，进行了在典型工况下的汽车转向盘力特性的分析，系统的研究了某型汽车机械式转向系统的转向盘力特性。利用得到的汽车转向盘力特性以及某型电机性能参数，拟合了线控转向系统所需要的控制策略。通过ADAMS和MATLAB的联合仿真，得到在典型工况下的线控转向系统汽车的转向盘力特性以及一些汽车的动态参数。本文的主要研究内容包括以下五个方面：第一部分介绍了汽车转向系统的发展历史及其发展的状况，介绍国内外线控转向系统的研究现况，发展速度及水平及研究线控转向系统的目的和现实意义。第二部分阐述了ADAMS软件中的主要使用的模块，以及ADAMS的运动学分析的理论基础，分析了在仿真时可能出现数值发散的原因以及解决数值发散的关键技巧。第三部分利用ADAMS软件建立了某型轿车14自由度的整车模型，其中包括底盘、前悬架、后悬架、转向系统、轮胎模型及路面文件，重点介绍建立各个子系统的方法。、第四部分重点分析了线控转向子系统的结构以及其工作原理，并建立线控转向系统路感模拟的动力学模型和转向执行机构的动力学模型；其中还包括建立线控转向系统的整车模型；最后说明了线控转向系统的关键技术。第五部分对评价线控转向系统转向特性的四种工况稳态转向、方向盘正弦输入、蛇形和双移线试验做详细阐述；建立了线控转向系统的控制策略，通过机械式转向系统和线控转向系统在以上四种工况下转向特性联合仿真的比较和分析，可以得出该线控转向系统基本符合转向特性要求的结论。最后，本文对前面的内容进行总结。并且对文中存在的问题和需要改进的部分做了进一步的分析和探讨。ADAMS和MATLAB联合仿真具有广阔的应用前景，两者的结合能够发挥各自的优势，使虚拟样机的仿真功能变得更强大，在越来越多的领域得到了广泛应用。4.期刊论文郭亚利.余树桥.GUOYa-li.YUShu-qiao汽车助力转向系统绿色设计-机械制造与自动化2007,36(4)介绍了绿色设计和汽车助力转向系统的基本概念和技术;针对日益严峻的环境和能源问题在汽车助力转向系统设计过程中引入了绿色设计理念;提出了几项有助于提高汽车助力转向系统绿色性能的优化设计方案.5.期刊论文李波.夏秋华.LIBo.XIAQiu-hua线控技术在汽车转向系统中的应用-汽车电器2005,(4)简单分析汽车线控转向系统的主要特点,介绍该系统的开发现状,并论述该系统的发展前景.6.学位论文刘永汽车线控转向系统的研究2005汽车线控转向系统由于取消了转向盘和转向轮之间的机械连接(即转向盘与转向轮之间通过控制信号连接),完全摆脱了传统转向系统的各种限制,不但可以自由设计汽车转向的力传递特性,而且可以设计汽车转向的角传递特性,给汽车转向特性的设计带来无限的空间,提高了汽车的转向性能,是汽车转向系统的重大革新.本文涉及的研究内容主要有:第一章介绍了助力转向的发展过程及发展状况,并介绍了线控转向系统的国内外研究现状、发展水平,以及开发线控转向系统的意义及其关键技术.第二章介绍了线控转向系统的基本结构、工作原理及性能特点,并提出了一种提供驾驶员路感的新型结构—路感模拟器.重点介绍了线控转向系统微处理器的硬件系统,并探讨了转向系统的抗干扰性,及为实现系统安全性和可靠性采用的容错技术和时间触发系统.第三章通过建立线控转向系统的数学模型,得出系统的动力学方程.在对系统模型研究的基础上,分析了线控转向的操纵路感及前轮转角控制算法,通过横摆角速度和侧向加速度反馈控制,提高了汽车的稳定性.提出了针对目标电流的控制策略,并对控制算法进行了研究.分析比较了PID和模糊PID的控制算法.第四章控制系统选用了MOTOROLA公司的16位单片机,根据模块化设计思想,对控制系统软件的各个模块的软件进行设计.最后,文中第五章对前述内容进行总结.并对存在的问题和需要进一步改进的地方进行了分析和讨论.7.期刊论文田红涛.杨明忠汽车线控转向系统的应用和发展-机械制造2008,46(6)结合几种传统的助力转向系统,介绍了汽车线控转向系统体系构成、工作原理和它所应用的关键技术,总结了其性能特点以及现阶段开发应用的主要问题,指出了线控系统的优点和应用前景,展望了其研究发展趋势.8.期刊论文宗长富.麦莉.郭学立汽车前轮电子转向系统-中国机械工程2004,15(11)介绍了一种汽车转向的最新技术--前轮电子转向系统,并对其理论关键技术进行了研究.通过对方向盘回正力矩的建模,模拟生成了为驾驶员提供路感的方向盘回正力矩;利用所提出的前轮转向控制算法,可以使汽车具有不变的转向特性,通过横摆角速度和侧向加速度反馈控制,提高了汽车的稳定性.9.学位论文石永林多轴汽车分组转向系统机构参数的优化设计2003该论文从基本的汽车理论出发,建立了汽车转向机构运动模型,对转向机构的—些重要参数进行了优化,达到解决这些与转向系统结构参数紧密相关的问题的目的.从国内外研究现状来看,多轴汽车的转向系统的研究一般都还停留在对四轮转向系统(Four-WheelSystem)的研究上,对三轴汽车或三轴以上的汽车的转向还没有系统的研究.该文在总结前人成果的基础上,对某型10×8载重越野汽车多轴分组转向技术作了以下几个方面的研究:①讨论了多轴分组转向系统的运动学模型和稳态转向的二自由度模型的建立.②深入研究了转向过程中各车轮的偏转角、车速和车辆的结构参数对整车的侧偏角、横摆角速度响应、转弯半径等的影响,得出了一些对多轴汽车设计有帮助的原则与方法.③对汽车的转向梯形和中间液压传动系统优化设计的原理和优化实践进行了研究,证实了所建立优化模型的准确性和有效性.最后,论文还对MATALB的面向对象编程技术进行了研究,开发了一个可用于对10×8五轴汽车转向系参数化分析、性能优化和运动仿真的软件.10.期刊论文李玉琴.邓飞.颜尧.程飞.吴健.LiYuqin.DengFei.YanRao.ChengFei.WuJian汽车动力转向系统匹配性能分析-汽车工程2009,31(2)分析了汽车动力转向系统主要部件匹配试验与台架试验相互间的关系和差异,揭示了产生这些差异的原因,为动力转向系统的匹配试验研究和匹配评价提供了依据.本文链接：授权使用：上海海事大学(wflshyxy)，授权号：e61fb05b-0490-4def-a36f-9dd701292579下载时间：2010年8月19日