线控转向车辆的转向感反馈控制研究
发布时间：2021-06-28 10:40
汽车工业的高速发展,相关技术的成熟以及人们对于汽车驾驶过程中安全性和舒适性的更高要求,使得研究人员越来越多的开始关注汽车转向系统的相关技术。而线控转向系统相较于传统的转向系统具备诸多优势:首先其提高了车辆安全性能,去除了转向柱等机械连接,避免了撞车事故中转向柱对驾驶员的伤害;其次改善驾驶特性,增强操纵性;最后通过转向感反馈提升驾驶员在操控车辆时的便捷性以及驾驶员的路感体验。本文针对线控转向系统详细分析了转向感反馈模型,提出对应的转向感反馈控制策略。本课题完成的主要研究内容是构建一个完整的线控转向车辆的转向感反馈模型,包括上层回正力矩及下层路感力矩两个部分,并通过终端滑模、最小二乘等方法确定模型中的不确定项以及控制输入,并将完整的转向反馈扭矩通过上层反馈电机输出。解决的问题主要可概括为以下三个:（1）参考传统转向系统反馈力矩的组成对线控转向车辆的转向感反馈系统进行动力学建模;（2）针对上层回正力矩设计终端滑模控制算法,保证系统在没有外力的时候能够比较快速的回正方向盘,并通过李雅普诺夫定理证明其稳定性;（3）对于下层路感力矩,由于车辆的部分参数难以直接测量或者获取成本过于昂贵,针对这些参数...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
采埃孚公司的线控转向系统
英菲尼迪Q50线控转向车Fig1.2InfinitiQ50equippedwithSteer-by-wiresystem
转向感测量方法，以了解对于线控转向汽车的转向感反馈中哪些因素是最重要的，在确定各个因素对于转向感反馈控制的影响之后，并通过调节一组参数中的某一项数据进行对比，以获得重要的转向感反馈的影响因素[20,21]。在[22]中，为了研究车辆的转向感反馈控制，研究人员则以实际的实验样车进行迂回曲线实验，并将车轮的回正力矩、系统阻尼力矩以及速度较低时的顶轴力矩等同时考虑在内。此外斯坦福大学的JoshuaP.Switkes等人依据传统转向系统模型构建了方向盘反馈模型，并结合了基于横向和航向误差的车道保持控制[23]。图1.3斯坦福大学X1线控转向车辆模型Fig1.3X1Steer-by-wirevehicleofStanfordUniversity德国两所高校的研究人员SteveFankem和SteffenMülle则提出了一种新的转向力矩计算模型，为了获得高度可定制化的转向感反馈，其使转向扭矩计算的模块化结构与适当选择的调节参数相结合，从而以非常直观的方式为每个驾驶员提供个性化的转向感反溃还有一些研究则采用参数辨识等方法，在安装有EPS的转向器联合车辆模拟器的半实物环境中根据转向扭矩水平和坡度，反馈行为和转向返回能力等关键标准进行试验[24]。加利福尼亚大学和首尔国立大学的SeongHanKim,ChongNamChu等为了方便系统参数的估计,采用了车辆动力学建模和转向系统建模相结合的方式，车辆动力学模型用于估计轮胎与地面之间的自回正力矩，因为自回正力矩需要通过转向系统以转向感反馈传递给驾驶员，因此研究人员还同步建立了转向系统。以转向系统为目标系统，利用其刚度等力学特性和相关系数，包括惯性、阻尼等，进行建模验证。同时以车辆动力学模型为目标，结合转向侧偏角、轮胎法向压力和其它相关属性估计自回正力矩[25]。文献[26]中提出了一种以非线性二自由度自行车模型
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于相位校正的EPS系统控制策略仿真研究[J]. 李志鹏,郝宇,张超,孟旭,王博男. 森林工程. 2020(01)
[2]线控转向系统路感模拟控制研究[J]. 陈应鹏,刘贺. 内燃机与配件. 2019(22)
[3]线控转向系统主动信息安全控制[J]. 于树友,刘艺,王宇雷,陈虹. 控制与决策. 2019(11)
[4]汽车转向系的工作原理与故障处置分析[J]. 张执,张一. 电子技术与软件工程. 2019(12)
[5]汽车线控转向系统研究进展综述[J]. 陈俐,李雄,程小宣,罗来军,喻凡. 汽车技术. 2018(04)
[6]中国汽车工程学术研究综述·2017[J]. 《中国公路学报》编辑部. 中国公路学报. 2017(06)
[7]PID控制算法综述[J]. 谭加加,刘鸿宇,黄武,吴先华. 电子世界. 2015(16)
[8]基于电动助力转向的线控转向汽车路感反馈控制[J]. 郑宏宇,宗长富,何磊,王祥. 吉林大学学报(工学版). 2013(01)
[9]汽车线控转向系统的研究现状与发展[J]. 周聪,肖建. 控制工程. 2012(05)
[10]电动助力转向系统（EPS）的应用现状及发展趋势[J]. 邵丽青. 汽车与配件. 2011(36)
博士论文
[1]面向主观评价的汽车转向系统建模与仿真研究[D]. 姬鹏.吉林大学 2010
[2]基于轮胎力最优分配的车辆动力学集成控制研究[D]. 李道飞.上海交通大学 2008
[3]变形数据处理、分析及预测方法若干问题研究[D]. 王穗辉.同济大学 2007
[4]基于鲁棒控制理论的汽车电动转向助力系统控制技术研究[D]. 田大庆.四川大学 2006
硕士论文
[1]基于驾驶员行为辨识的线控转向系统可调节路感反馈研究[D]. 罗兰.吉林大学 2019
[2]基于滑模控制理论的线控转向车辆横摆稳定性控制系统研究[D]. 史立恒.合肥工业大学 2019
[3]线控转向系统理想传动比和前轮转角控制策略研究[D]. 殷凡青.长安大学 2019
本文编号：3254171
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
采埃孚公司的线控转向系统
英菲尼迪Q50线控转向车Fig1.2InfinitiQ50equippedwithSteer-by-wiresystem
转向感测量方法，以了解对于线控转向汽车的转向感反馈中哪些因素是最重要的，在确定各个因素对于转向感反馈控制的影响之后，并通过调节一组参数中的某一项数据进行对比，以获得重要的转向感反馈的影响因素[20,21]。在[22]中，为了研究车辆的转向感反馈控制，研究人员则以实际的实验样车进行迂回曲线实验，并将车轮的回正力矩、系统阻尼力矩以及速度较低时的顶轴力矩等同时考虑在内。此外斯坦福大学的JoshuaP.Switkes等人依据传统转向系统模型构建了方向盘反馈模型，并结合了基于横向和航向误差的车道保持控制[23]。图1.3斯坦福大学X1线控转向车辆模型Fig1.3X1Steer-by-wirevehicleofStanfordUniversity德国两所高校的研究人员SteveFankem和SteffenMülle则提出了一种新的转向力矩计算模型，为了获得高度可定制化的转向感反馈，其使转向扭矩计算的模块化结构与适当选择的调节参数相结合，从而以非常直观的方式为每个驾驶员提供个性化的转向感反溃还有一些研究则采用参数辨识等方法，在安装有EPS的转向器联合车辆模拟器的半实物环境中根据转向扭矩水平和坡度，反馈行为和转向返回能力等关键标准进行试验[24]。加利福尼亚大学和首尔国立大学的SeongHanKim,ChongNamChu等为了方便系统参数的估计,采用了车辆动力学建模和转向系统建模相结合的方式，车辆动力学模型用于估计轮胎与地面之间的自回正力矩，因为自回正力矩需要通过转向系统以转向感反馈传递给驾驶员，因此研究人员还同步建立了转向系统。以转向系统为目标系统，利用其刚度等力学特性和相关系数，包括惯性、阻尼等，进行建模验证。同时以车辆动力学模型为目标，结合转向侧偏角、轮胎法向压力和其它相关属性估计自回正力矩[25]。文献[26]中提出了一种以非线性二自由度自行车模型
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于相位校正的EPS系统控制策略仿真研究[J]. 李志鹏,郝宇,张超,孟旭,王博男. 森林工程. 2020(01)
[2]线控转向系统路感模拟控制研究[J]. 陈应鹏,刘贺. 内燃机与配件. 2019(22)
[3]线控转向系统主动信息安全控制[J]. 于树友,刘艺,王宇雷,陈虹. 控制与决策. 2019(11)
[4]汽车转向系的工作原理与故障处置分析[J]. 张执,张一. 电子技术与软件工程. 2019(12)
[5]汽车线控转向系统研究进展综述[J]. 陈俐,李雄,程小宣,罗来军,喻凡. 汽车技术. 2018(04)
[6]中国汽车工程学术研究综述·2017[J]. 《中国公路学报》编辑部. 中国公路学报. 2017(06)
[7]PID控制算法综述[J]. 谭加加,刘鸿宇,黄武,吴先华. 电子世界. 2015(16)
[8]基于电动助力转向的线控转向汽车路感反馈控制[J]. 郑宏宇,宗长富,何磊,王祥. 吉林大学学报(工学版). 2013(01)
[9]汽车线控转向系统的研究现状与发展[J]. 周聪,肖建. 控制工程. 2012(05)
[10]电动助力转向系统（EPS）的应用现状及发展趋势[J]. 邵丽青. 汽车与配件. 2011(36)
博士论文
[1]面向主观评价的汽车转向系统建模与仿真研究[D]. 姬鹏.吉林大学 2010
[2]基于轮胎力最优分配的车辆动力学集成控制研究[D]. 李道飞.上海交通大学 2008
[3]变形数据处理、分析及预测方法若干问题研究[D]. 王穗辉.同济大学 2007
[4]基于鲁棒控制理论的汽车电动转向助力系统控制技术研究[D]. 田大庆.四川大学 2006
硕士论文
[1]基于驾驶员行为辨识的线控转向系统可调节路感反馈研究[D]. 罗兰.吉林大学 2019
[2]基于滑模控制理论的线控转向车辆横摆稳定性控制系统研究[D]. 史立恒.合肥工业大学 2019
[3]线控转向系统理想传动比和前轮转角控制策略研究[D]. 殷凡青.长安大学 2019
本文编号：3254171
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