线控转向系统参数优化及鲁棒控制降阶研究

发布时间：2020-08-28 17:12

　　 线控转向系统(Steering-by-wire system,SBW)取消了汽车方向盘与转向机间的机械连接部件,使得转向系统力、角特性可以自由、灵活地进行设计,从而提高了汽车的安全性、舒适性和操纵稳定性,是未来汽车转向系统的发展趋势。为提高汽车的操纵稳定性与安全性,本文在多学科设计优化方法框架下,对线控转向系统进行了系统建模、参数优化、鲁棒控制系统设计及降阶等方面的研究,主要内容如下:首先,通过对线控转向的结构及原理进行分析,建立了线控转向系统的动力学模型以及与车辆相关的回正力矩、汽车二自由度模型;其次,提出了新的汽车转向性能评价指标并推导了其数学表达式,在线控转向系统模型及车辆模型的基础上,利用多学科设计优化软件Isight和Maltab工具箱对转向路感及灵敏度优化模型进行联合仿真分析,得到了转向系统参数的最优值,利用Matlab软件对各参数进行了稳定性分析及重要参数研究;然后,在线控转向系统模型及参数优化的基础上,设计了线控转向系统的H∞鲁棒控制器并进行了仿真分析;最后,为了降低所得到的H∞鲁棒控制器阶数,对线控系统进行了降阶控制设计及系统性能分析。
【学位单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U463.4
【部分图文】：

杭州电子科技大学硕士学位论文第 2 章 线控转向系统建模的介绍可知，线控转向系统参数优化、鲁棒控制器的设计及降阶容，而线控转向系统的模型作为参数优化、鲁棒控制器的设计、降阶确立 SBW 系统的模型。正是基于这种要求，本章对 SBW 系统的向系统的结构分析控转向系统结构如图 2.1 所示，主要包含了主控制器（Electronic Contr、转向执行总成、电源系统、故障处理系统以及网络通讯总线等[45]

主要是由前轮转角传感器、电流传感器、齿轮齿条机构、分组成。它是汽车转向的执行机构，能够根据主控制器作进而带动车轮偏转，实现汽车转向意图。是保障汽车安全行驶的最重要部分，它能够应对各种突高驾驶安全性。是数据传输的媒介，能够实现传感器、控制器以及执行系统的工作原理转向执行总成的各种传感器把采集到的汽车当前运行状制器，控制器根据相应控制算法对这些信息进行处理，使转向执行电机转动进而带动车轮偏转，进而实现汽车的传感器把采集到的路面反馈信息通过数据总线将信号理，对回正力矩电机发送控制指令而实现转动，从而给如图 2.2 所示。

图 2.3 SBW 系统动力学模型盘总成动力学模型盘受力总成模型图如 2.4 所示。2.4 方向盘总成受力模型图回正力矩电机与扭矩传感器之间的连接看作刚性的，并且忽略方向盘矩电机受到的干摩擦。由图 2.4 可知：

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本文编号：2807890