汽车电动助力转向系统的实现及助力控制算法研究

北京工业大学硕士学位论文汽车电动助力转向系统的实现及助力控制算法研究姓名：刘强申请学位级别：硕士专业：检测技术与自动化装置指导教师：綦慧;于涌川20090501汽车电动助力转向系统的实现及助力控制算法研究作者：刘强学位授予单位：北京工业大学相似文献(10条)1.期刊论文张春花.李翔晟.肖朝明.ZHANGChun-hua.LIXiang-sheng.XIAOChao-ming电动助力转向控制策略探讨-中南林业科技大学学报2007,27(1)通过分析和物理模型简化建立了电动助力转向系统的动力学模型.为了降低驾驶员施加于方向盘的转向力矩,并使驾驶员获得良好的路感,改善转向系的回正特性,提出了一种电动助力转向控制算法以提高转向盘的转向特性,探讨了一种基于转向盘转角估计的控制策略.同时,对提出的控制策略进行了仿真分析,结果表明此控制策略可提高转向盘的转向特性和稳定性.2.学位论文施国标电动助力转向助力特性仿真与控制策略研究2002该文围绕电动助力转向的助力特性与控制策略两大关键技术展开研究.在论文的第一章讨论了动力转向技术的发展过程与趋势,介绍了电动助力转向的工作原理与结构,分析了电动助力转向的关键技术.第二章建立了用于助力特性仿真研究的整车多体动力学模型,并对所建模型进行了试验验证.第三章进行助力特性仿真研究,分析助力特性的特征形式与参数对转向轻便性与路感的影响,讨论确定助力特性的一般过程.第四章建立电动助力转向控制系统实验台,用于电动助力转向控制策略的研究.第五章分析了助力增益对电动助力转向系统动态特性的影响,对电动助力转向的控制策略进行了系统地讨论与研究.第六章探讨了电动助力转向系统性能客观评价指标,并对电动助力转向系统的匹配设计进行了初步研究.第七章对全文进行了总结.3.期刊论文李驰.荆体魁电动助力转向控制策略评估系统-机械2004,31(12)利用MATLAB/Simlink硬件在环仿真系统,结合现有电动助力转向系统,独立设计并建造出一套经实践证明有效的电动助力转向控制策略评估系统.并且利用该系统对比例控制和微分(PD)控制两种控制策略进行了测试和评估.4.学位论文卢斌电动助力转向控制策略的仿真研究2006转向系统是主要汽车子系统之一，其性能直接关系到车辆的舒适性和安全性。随着人们对汽车舒适性和安全性要求的日益提升，转向系在过去的几十年中经历了机械式、液压式、电控液压式等几个阶段。目前，电动助力转向(简称EPS，ElectricPowerSteering)由于其集环保、节能、安全、舒适为一体，正越来越受人们的关注。本文借助浙江省重点区域攻关项目“汽车电动助力转向器开发及关键技术研究”，在对EPS深入研究的基础上，以MATLAB作为主要仿真计算工具，应用汽车操纵动力学、经典控制理论和日'∞控制理论等，对电动助力转向控制策略做了较为深入的仿真与研究。本文研究内容主要包括以下几个方面：1)论文介绍了EPS发展过程、工作原理、主要类型及优势，阐述了国内外EPS控制策略的研究现状。并针对当前控制策略研究方面所存在的一些问题，确立了本文的总体研究内容。2)在现有文献资料的基础上，总结归纳出EPS系统在路感和操纵稳定性方面的评价方法和评价指标。3)通过对EPS系统研究，根据评价指标，建立EPS系统的数学模型，并得到EPS系统的状态空间表达式。4)针对路感和操纵稳定性，分别建立了电机给定电流闭环控制的EPS简化模型。在简化模型基础之上分析经典P控制策略和PD控制策略对于EPS系统路感和操纵稳定性的影响，并提出“车速感应型微分系数”这一新的控制策略来解决现有PD控制的不足。5)针对经典控制理论的不足，引入H'∞控制策略。建立了更具有普遍意义的增广被控对象，并与经典PD控制进行了对比，得到了较好的结果。本文对于EPS控制策略的仿真与研究，对EPS产品的开发具有一定指导作用和参考价值。5.期刊论文孟涛.余卓平.陈慧.张立军.陈晖电动助力转向控制策略研究及试验验证-汽车技术2005,(5)阐述了电动助力转向的控制策略,给出了控制策略框图,并分析了各个控制模块的功能以及实现方法.应用该控制策略在某型车上进行了实车试验,介绍了实车试验系统的构成以及典型试验工况.通过对试验结果的分析,进一步验证了该控制策略的正确性和有效性.6.学位论文赵悦电动助力转向控制策略的研究2007电动助力转向系统(EPS)，不同于传统液压动力转向系统，它直接依靠电动机提供辅助扭矩，通过控制电动机电流的幅值和方向，从而实现转向器电动助力的要求，这种系统使汽车在低速时减轻操纵力，保证行驶时轻便灵活，当汽车由低速档换到高速档时，电子控制系统保证提供最优控制传动比和稳定的转向手感，从而高速行驶时稳定可靠，提高车辆的主动安全性。本文从电动助力转向系统的助力特性入手，针对电动助力转向的结构特点，分析了电动助力转向对汽车性能的影响，在电动助力转向系统受力分析的基础上，结合整车系统转向模型，建立了EPS系统整车转向模型；对系统特性进行了分析。通过MATLAB/SIMULINK的仿真得出了汽车转向系统在角输入时的汽车转向系统的动力学特性。由于汽车操纵稳定性是关系汽车安全性和舒适性的重要性能，因此设计EPS系统必须首先考虑EPS的控制策略。在上述模型的基础上，针对车辆操纵稳定性的评价指标，推导了车辆在时域内稳态和瞬态响应的计算公式。然后结合传感器和控制器的动力学特性建立整个EPS系统的动力学模型，并将电流控制方法应用于电动机模型中，依据电磁扭矩特性将力矩形式的助力特性转化为电流形式的助力特性，实现了对目标电流的PID闭环控制，同时分析了现有的计算目标电流PD控制策略和PD控制策略下影响驾驶员路感的因素。在此基础上，提出了以驾驶员力矩作为输入的模糊(Fuzzy)自调整PD控制策略。并运用MATLAB软件进行了仿真计算和分析比较，验证出与单独的PD控制策略相比较，模糊自调整PD控制对K,P、K,d参数进行在线整定，助力转向系统控制效果更好。7.期刊论文申荣卫.林逸.台晓虹.施国标.ShenRongwei.LinYi.TaiXiaohong.ShiGuobiao电动助力转向系统建模与补偿控制策略-农业机械学报2007,38(7)分析了电动助力转向系统各组成部分的数学模型,建立了基于Matlab/Simulink的电动助力转向系统仿真模型.构建了电动助力转向系统的两层控制策略,上层控制策略采用基本助力控制和补偿控制的方法确定目标电流,下层控制策略通过PID调节器完成对目标电流的准确跟踪控制.仿真结果表明,设计的控制策略解决了转向轻便性和路感的问题,同时改善了转向的动态效果和回正能力.8.学位论文付通电动助力转向控制策略的研究与检测电路的设计2006伴随着汽车和电子技术的发展与进步，汽车的转向系统经历了机械式转向、液压助力转向以及电动助力转向几个历程。汽车的动力转向系统是设有助力机构的转向装置，其目的是为了减轻驾驶者的操纵力。电动助力转向系统(EPS，ElectricPowerSteering)是将先进的电子技术和电机控制技术应用到汽车转向系统中，不以发动机作为直接动力源，而是用电机控制的助力转向方式。电动助力转向可以改善汽车的动态和静态性能、减少能耗和对环境的污染、提高驾驶员的舒适性和安全性。因此，对电动助力的研究和开发具有深远的意义。本文的目的是在电动助力转向机械结构、及现有传感器的信号处理电路和系统的控制电路的基础上，设计系统的检测电路，并在完成硬件电路的前提下，实现系统的控制策略和软件，为电动助力转向系统的进一步完善提供实验基础和借鉴。在论文的写作过程中，首先对直流电机、微控制器和传感器等进行了深入的研究，在理论基础上，设计了系统的安全检测电路。通过对电路的仿真和电路板的检测，证明了硬件电路的可靠性。随后进行了控制策略和控制软件的设计，完成了助力表、电机目标转矩和电机电流的PID控制。之后，利用完成的软硬件模型，进行了台架实验，对助力控制及回正控制进行了实验研究，获得了转向过程中转向阻力矩与助力电机的电流之间的对应关系，以及有无回正控制时EPS系统的转向盘转角与时间的对应关系。从实验的结果来看，安全检测电路运行良好，报警及时；电机电流的变化趋势与转向阻力矩的变化趋势基本吻合；回正控制缩短了转向效果良好，说明了系统软件和控制策略的设计的正确、有效。9.期刊论文雷明森.向铁明汽车电动助力转向的控制策略-公路与汽运2008,(4)汽车电动助力转向作为一种新型的动力转向方式,在行车安全、节约能源、保护环境等方面具有传统液压助力转向无可比拟的优势,它取代液压助力转向已是大势所趋.文中就国内外电动助力转向的控制策略进行了研究,并就各自的特点进行了分析说明.10.学位论文荆体魁汽车电动助力转向控制系统的设计2005伴随着汽车和电子技术的发展与进步,汽车的转向系统经历了机械式转向、液压助力转向以及电动助力转向几个历程.汽车的动力转向系统是设有助力机构的转向装置,其目的是为了减轻驾驶者的操纵力.电动助力转向系统(EPS,ElectricPowerSteering)是将先进的电子技术和电机控制技术应用到汽车转向系统中,不以发动机作为直接动力源,而是用电机控制的助力转向方式.电动助力转向可以改善汽车的动态和静态性能、减少能耗和对环境的污染、提高驾驶员的舒适性和安全性.因此,对电动助力的研究和开发具有深远的意义.本文的目的是在电动助力转向机械结构的基础上,设计传感器的信号处理电路和系统的控制电路,并在完成硬件电路的前提下,实现系统的控制策略和软件,为电动助力转向系统的进一步完善提供实验基础和借鉴.在论文的写作过程中,首先对直流电机、微控制器和传感器等进行了深入的研究,在理论基础上,设计了系统的控制电路.通过对电路的仿真和电路板的检测,证明了硬件电路的可靠性.随后进行了控制策略和控制软件的设计,完成了助力表、电机目标转矩和电机电流的PID控制.之后,利用完成的软硬件模型,进行了台架试验,获得转向阻力矩与助力电机的电流之间的对应关系,从而也就可以得到转向阻力矩与助力力矩之间的关系.从试验的结果来看,电机电流的变化趋势与转向阻力矩的变化趋势基本吻合,说明系统软件和硬件的设计是有良好效果的.本文链接：授权使用：上海海事大学(wflshyxy)，授权号：f6f3c385-d7e7-4256-9a5f-9dd700d2b7d8下载时间：2010年8月19日