基于复合电源的商用车EPS多模式切换控制研究
发布时间：2021-02-04 00:13
重型商用车目前普遍采用的液压助力转向系统（Hydraulic Power Steering System,HPS）存在路感差、能耗高等问题,不利于车辆行驶安全性和燃油经济性的提升。电动助力转向系统（Electric Power Steering System,EPS）具有随速可变助力特性、节能、环保的优点,却受整车电源的功率限制,无法应用于重型商用车。为此,从解决整车电源功率限制的角度,提出了一种基于复合电源的商用车EPS系统,为了保证各电源模式下的控制性能以及电源模式间切换的稳定性,本文重点研究复合电源EPS的多模式切换控制策略。本文的主要研究内容为:（1）根据目标车型的整车技术参数重新匹配了电动循环球转向系统总成的传动比、助力电机电流;结合商用车液压助力特性曲线的优点,并根据商用车转向阻力矩的变化特性,设计了反比例函数型的转向系统助力特性曲线;建立了电动循环球转向系统的数学模型,推导了系统的状态空间方程;建立了二自由度整车模型,在MATLAB/Simulink中搭建了整车操稳性仿真模型。（2）分析了整车电源和超级电容的电源特性,根据转向电机和其它电气负载的功率需求匹配了超级电容,建...
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
基于反比例函数的助力特性曲线
江苏大学硕士学位论文192.4整车操稳性仿真模型构建为了能够反映出车辆操纵稳定性的基本特征，本文构建了线性二自由度的汽车模型，在车速变化不大的情况下，可以通过整车二自由度模型获取车辆的操纵稳定性性能指标[53]。线性二自由度模型是一个由前后两个有侧向弹性的轮胎支承于地面、具有侧向运动与横摆运动的汽车模型，如图2.4所示：图2.4车辆二自由度模型示意图Fig.2.4Diagrammaticsketchoftwodegreeoffreedomvehiclemodel由图2.4可知，车辆二自由度模型沿y轴方向的合力与绕质心的力矩和为：YffrrFkk（2.22）ZfffrrrMlklk（2.23）式中：fk、rk分别为前后轮胎的侧偏刚度，N/rad；f、r分别为前后轮的侧偏角，rad；fl、rl分别为质心到前后轴的距离，m。汽车前后轮侧偏角的计算公式为：ffrxflwv（2.24）rrrxlwv（2.25）式中：是质心的侧偏角，rad；rw为汽车横摆角速度，rad/s；xv为质心速度在x轴的分量，km/h；f为汽车前轮转角，rad。整理后得到二自由度汽车运动微分方程为：1yxrfrffrrrffxmvvwkklklkwkv（2.26）221ZrffrrffrrrfffxIwlklklklkwlkv（2.27）
江苏大学硕士学位论文23第三章复合电源系统建模与功率分配策略整车电源功率不足制约了EPS在商用车上应用，本章主要内容是根据商用车EPS的功率需求匹配一套复合电源系统，以解决商用车的功率限制问题。在研究整车电源和超级电容电源特性的基础上，进行复合电源系统的参数计算与结构选型，并合理制定复合电源系统的功率分配策略，满足转向电机功率需求的同时实现能量的高效化利用。3.1整车电源建模3.1.1整车电源模型汽车的整车电源即发电机是汽车所有用电设备的电能来源，由汽车发动机驱动。车辆发展初期使用的发电机为直流发电机，其基本原理是使用换向器对交流电进行整流后输出，由于换向器工作过程中磨损较为严重，极大的降低发电机的性能，从而逐渐被市场淘汰[54]。目前汽车普遍采用交流发电机，与直流发电机相比，交流发电机具有以下优点：（1）结构简单，保养维护方便；（2）安全可靠，寿命长；（3）抗电磁干扰能力强；（4）低速工况下性能稳定。图3.1交流发电机结构图Fig.3.1Structurediagramofalternator发电机发出的电流通过由硅二极管组成的整流器转变为直流电，供电器设备使用。发电机输出电压U的计算公式如下：UECn（3.1）
本文编号：3017393
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
基于反比例函数的助力特性曲线
江苏大学硕士学位论文192.4整车操稳性仿真模型构建为了能够反映出车辆操纵稳定性的基本特征，本文构建了线性二自由度的汽车模型，在车速变化不大的情况下，可以通过整车二自由度模型获取车辆的操纵稳定性性能指标[53]。线性二自由度模型是一个由前后两个有侧向弹性的轮胎支承于地面、具有侧向运动与横摆运动的汽车模型，如图2.4所示：图2.4车辆二自由度模型示意图Fig.2.4Diagrammaticsketchoftwodegreeoffreedomvehiclemodel由图2.4可知，车辆二自由度模型沿y轴方向的合力与绕质心的力矩和为：YffrrFkk（2.22）ZfffrrrMlklk（2.23）式中：fk、rk分别为前后轮胎的侧偏刚度，N/rad；f、r分别为前后轮的侧偏角，rad；fl、rl分别为质心到前后轴的距离，m。汽车前后轮侧偏角的计算公式为：ffrxflwv（2.24）rrrxlwv（2.25）式中：是质心的侧偏角，rad；rw为汽车横摆角速度，rad/s；xv为质心速度在x轴的分量，km/h；f为汽车前轮转角，rad。整理后得到二自由度汽车运动微分方程为：1yxrfrffrrrffxmvvwkklklkwkv（2.26）221ZrffrrffrrrfffxIwlklklklkwlkv（2.27）
江苏大学硕士学位论文23第三章复合电源系统建模与功率分配策略整车电源功率不足制约了EPS在商用车上应用，本章主要内容是根据商用车EPS的功率需求匹配一套复合电源系统，以解决商用车的功率限制问题。在研究整车电源和超级电容电源特性的基础上，进行复合电源系统的参数计算与结构选型，并合理制定复合电源系统的功率分配策略，满足转向电机功率需求的同时实现能量的高效化利用。3.1整车电源建模3.1.1整车电源模型汽车的整车电源即发电机是汽车所有用电设备的电能来源，由汽车发动机驱动。车辆发展初期使用的发电机为直流发电机，其基本原理是使用换向器对交流电进行整流后输出，由于换向器工作过程中磨损较为严重，极大的降低发电机的性能，从而逐渐被市场淘汰[54]。目前汽车普遍采用交流发电机，与直流发电机相比，交流发电机具有以下优点：（1）结构简单，保养维护方便；（2）安全可靠，寿命长；（3）抗电磁干扰能力强；（4）低速工况下性能稳定。图3.1交流发电机结构图Fig.3.1Structurediagramofalternator发电机发出的电流通过由硅二极管组成的整流器转变为直流电，供电器设备使用。发电机输出电压U的计算公式如下：UECn（3.1）
本文编号：3017393
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