EPS与AFS集成转向系统研究

发布时间：2017-11-14 23:01

  本文关键词：EPS与AFS集成转向系统研究

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【摘要】：EPS(Electric Power Steering)系统可以实时为驾驶员提供转向助力力矩或阻尼力矩,通过对EPS系统中助力电机的控制即可改善车辆的转向轻便性、路感和回正性能等。AFS(Active Front Steering)系统可以实时改变转向系统的传动比,通过对AFS系统中助位移电机的控制可以实现:车辆低速行驶时,控制助位移电机使得转向系统的传动比变小,从而提高车辆低速行驶时的转向灵敏性和操纵性;车辆高速行驶时,控制助位移电机使得转向系统的传动比变大,从而提高车辆高速行驶时的行驶稳定性和安全性。然而,EPS系统只能实现对转向系统的助力转向,不能实现变传动比控制。AFS系统只能实现对转向系统的变传动比控制,不能实现助力转向。另一方面,现有的集成转向系统多为AFS系统与液压助力系统的集成,如,宝马的主动转向系统。但,液压助力系统存在着液压系统不可避免的弊端。因此,EPS与AFS集成转向系统具有重要意义。首先,设计了一套新型主动转向耦合机构,并在此基础之上分析EPS与AFS集成转向系统。详细分析了该新型主动转向耦合机构的基本性能,并对其基本参数进行优化、匹配电机参数。其次,本文基于Carsim软件就除转向系统以外的车辆模型进行统一的参数匹配和建模。基于Matlab/simulink软件分别对转向盘转向柱、转向柱虚拟传感器、助力电机、助位移电机、行星轮系、转向器齿轮齿条、前轮转向组件建立了动力学数学模型。基于Matlab/simulink软件建立了回正力矩的计算模型并引入考虑了与转向系统有关的干摩擦力引起的摩擦力矩,进一步提高了模型的真实度。然后,本文对EPS与AFS集成转向系统的控制策略进行研究:EPS系统控制策略包括基本助力控制、电机补偿控制、阻尼控制、回正控制、EPS修正控制和模糊PID电流控制六个功能模块;AFS系统控制策略采用基于固定横摆角速度增益的变传动比控制策略,并基于模糊自适应PID控制方法对传动比进行精确控制。最后,本文基于Carsim和Matlab/simulink软件对装备EPS与AFS集成转向系统的车辆进行整车动力学联合仿真分析。由仿真分析的结果可以看出:装备EPS与AFS集成转向系统的车辆在中、低、高速下均具有较好的操作稳定性和灵敏性;EPS与AFS集成转向系统可以明显的减小驾驶员的驾驶强度,降低低速行驶和泊车时的操作难度,可以有效改善车辆的操作稳定性。
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.4

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本文编号：1187330