基于硬件在环仿真平台的电动助力转向助力控制算法研究
发布时间：2021-09-24 18:21
随着现代汽车行业的发展,车辆操纵性、舒适性成为当前的一大研究重点。电动助力转向系统作为辅助转向、保证驾驶员转向感受的底盘电子控制模块之一,其控制系统的发展及控制策略的研究有很大理论和工程意义。本文以中小型乘用车使用的管柱式电动助力转向系统为研究对象,设计了考虑路面特性的电动助力转向完整控制策略。首先基于实际结构,在Simulink中建立了管柱式电动助力转向系统机械结构动力学模型及电机模型,并测试所建立转向系统模型的输入输出特性,保证模型载体的可用性,为后续控制的实施提供基础。其次确定控制算法研究中所需参量,并针对传感器不易获得量建立了车辆状态观测器,观测获得整车车速及路面附着系数。再通过Simulink仿真验证了状态观测算法的有效性。之后根据助力转向系统的需求,确立电动助力转向的控制策略,算法完整逻辑由上层算法控制和下层永磁同步电机转矩控制两部分组成。从驾驶需求出发,建立基本助力控制。以转向角度为控制量,建立模糊控制理论下的回正控制。提出了一种延迟状态机控制,保证切换动作更优。针对路面状态响应,提出了冲击补偿措施和低附着路面控制改善策略。电机控制使用了永磁同步电机矢量控制。通过联合仿真...
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同公司电动助力转向产品
硕士学位论文基于硬件在环仿真平台的电动助力转向助力控制算法研究3c）精工公司产品d）万都公司产品e）耐世特公司产品f）易力达公司产品图1.1不同公司电动助力转向产品1.2.2电动助力转向系统结构及原理随着技术变革和助力需求的提升，电动助力转向系统逐渐出现多种形式，分为管柱式电动助力转向系统（ColumnElectricPowerSteering，C-EPS），小齿轮助力式（PinionElectricPowerSteering，P-EPS），齿条助力式（RackElectricPowerSteering，R-EPS）等多类，均从管柱式演变而来。以管柱式电动助力转向系统分析其原理和结构，如图1.2所示。图1.2管柱式电动助力转向系统
硕士学位论文基于硬件在环仿真平台的电动助力转向助力控制算法研究5c）齿条式电机助力结构图1.3三种助力转向器施力形式1.2.3电动助力转向控制系统研究现状电动助力转向系统的控制系统分为硬件部分和软件两部分，一同运作保证电机辅助转向。硬件部分的主体为ECU及各传感器，传感器负责转矩、转角等信号的采集，控制硬件电路板则是数据获娶交换、电机驱动控制等功能实施的载体。随着微电子技术及控制技术的发展，相应传感器价格降低，性能却变得更为强大，精度和使用寿命也得以上升。常用的扭矩传感器有接触式和非接触两类，按控制需求有单转矩检测和附带转角检测的不同类型。硬件电路板则已经集成化，根据控制电机和传感器类型的不同，不同供应商和研究者都有各自的方案。a）接触式b）非接触式图1.4电动助力转向不同类型传感器软件部分是预设在硬件中的软件代码，是整个控制系统数据交换、处理、控制实施的指令部分，驱动硬件电路及整个助力转向系统动作。本课题主要研究内容为电动助力转向系统控制策略，所以更多探究控制系统的软件部分。目前控制策略按助力转向系统类型、使用助力电机类型的不同而有所差别。课题
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于模糊规则的路面附着识别算法研究[J]. 孔振兴,皮大伟,王显会,王洪亮,李姣. 南京理工大学学报. 2016(06)
[2]基于UKF路面附着估计的电动助力转向控制策略[J]. 周兵,宋义彤,范璐. 振动与冲击. 2016(22)
[3]UniTire统一轮胎模型[J]. 郭孔辉. 机械工程学报. 2016(12)
[4]连续系统离散化方法的比较与解析初探[J]. 赵霞,王祝萍,贾海航. 工业和信息化教育. 2015(10)
[5]融入最新技术,NI引领PXI平台跨进新时代[J]. 单祥茹. 中国电子商情(基础电子). 2015(07)
[6]路面附着系数识别方法发展现状综述[J]. 王博,卢萍萍,管欣,孙仁云. 汽车技术. 2014(08)
[7]无人驾驶汽车的先进技术与发展[J]. 端木庆玲,阮界望,马钧. 农业装备与车辆工程. 2014(03)
[8]力控和位置反馈型线控转向系统双向控制策略[J]. 郑宏宇,王祥,宗长富,陈国迎,何磊. 农业机械学报. 2014(06)
[9]分布式驱动电动汽车动力学控制发展现状综述[J]. 余卓平,冯源,熊璐. 机械工程学报. 2013(08)
[10]基于多刚体动力学和规则协调的汽车EPS与ASS建模与控制[J]. 王其东,秦炜华,陈无畏. 中国机械工程. 2010(14)
博士论文
[1]汽车底盘集成非线性鲁棒控制方法研究[D]. 张家旭.吉林大学 2018
[2]永磁同步电动机无位置传感器控制与高性能运行策略的研究[D]. 孙伟.浙江大学 2017
[3]面向实物在环仿真的汽车动力学建模与评价研究[D]. 王博.吉林大学 2017
[4]汽车EPS与ESP协调控制及关键技术研究[D]. 王金波.合肥工业大学 2016
[5]基于永磁同步电机的电动助力转向系统力矩控制算法研究[D]. 张虎.吉林大学 2015
[6]汽车电动助力转向与稳定性控制系统集成控制关键技术研究[D]. 胡延平.合肥工业大学 2015
[7]感应电机电动助力转向系统电机助力矩控制算法研究[D]. 赵飞翔.吉林大学 2014
[8]基于执行器精细调节的汽车转向/制动控制系统研究[D]. 殷卫乔.吉林大学 2014
[9]基于转向性能的电动助力转向控制参数灵敏度分析及优化[D]. 李绍松.吉林大学 2013
[10]车辆速度估计非线性观测器方法研究[D]. 郭洪艳.吉林大学 2010
硕士论文
[1]线控转向系统转向盘反力模拟算法开发与测试研究[D]. 周庆文.吉林大学 2018
[2]球笼式等速万向节受力及磨损仿真分析[D]. 闫公哲.华东理工大学 2018
[3]基于补偿的电动助力转向系统控制策略研究[D]. 徐飞扬.合肥工业大学 2017
[4]EPS高速阻尼控制及路感评价研究[D]. 罗家亮.合肥工业大学 2016
[5]电动助力转向系统补偿控制策略研究[D]. 祖春胜.合肥工业大学 2016
[6]基于CarSim的电动助力转向系统仿真与硬件在环验证[D]. 张玉洁.合肥工业大学 2015
[7]纯电动汽车整车控制器硬件在环仿真系统的研究[D]. 张恒.吉林大学 2013
本文编号：3408222
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同公司电动助力转向产品
硕士学位论文基于硬件在环仿真平台的电动助力转向助力控制算法研究3c）精工公司产品d）万都公司产品e）耐世特公司产品f）易力达公司产品图1.1不同公司电动助力转向产品1.2.2电动助力转向系统结构及原理随着技术变革和助力需求的提升，电动助力转向系统逐渐出现多种形式，分为管柱式电动助力转向系统（ColumnElectricPowerSteering，C-EPS），小齿轮助力式（PinionElectricPowerSteering，P-EPS），齿条助力式（RackElectricPowerSteering，R-EPS）等多类，均从管柱式演变而来。以管柱式电动助力转向系统分析其原理和结构，如图1.2所示。图1.2管柱式电动助力转向系统
硕士学位论文基于硬件在环仿真平台的电动助力转向助力控制算法研究5c）齿条式电机助力结构图1.3三种助力转向器施力形式1.2.3电动助力转向控制系统研究现状电动助力转向系统的控制系统分为硬件部分和软件两部分，一同运作保证电机辅助转向。硬件部分的主体为ECU及各传感器，传感器负责转矩、转角等信号的采集，控制硬件电路板则是数据获娶交换、电机驱动控制等功能实施的载体。随着微电子技术及控制技术的发展，相应传感器价格降低，性能却变得更为强大，精度和使用寿命也得以上升。常用的扭矩传感器有接触式和非接触两类，按控制需求有单转矩检测和附带转角检测的不同类型。硬件电路板则已经集成化，根据控制电机和传感器类型的不同，不同供应商和研究者都有各自的方案。a）接触式b）非接触式图1.4电动助力转向不同类型传感器软件部分是预设在硬件中的软件代码，是整个控制系统数据交换、处理、控制实施的指令部分，驱动硬件电路及整个助力转向系统动作。本课题主要研究内容为电动助力转向系统控制策略，所以更多探究控制系统的软件部分。目前控制策略按助力转向系统类型、使用助力电机类型的不同而有所差别。课题
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于模糊规则的路面附着识别算法研究[J]. 孔振兴,皮大伟,王显会,王洪亮,李姣. 南京理工大学学报. 2016(06)
[2]基于UKF路面附着估计的电动助力转向控制策略[J]. 周兵,宋义彤,范璐. 振动与冲击. 2016(22)
[3]UniTire统一轮胎模型[J]. 郭孔辉. 机械工程学报. 2016(12)
[4]连续系统离散化方法的比较与解析初探[J]. 赵霞,王祝萍,贾海航. 工业和信息化教育. 2015(10)
[5]融入最新技术,NI引领PXI平台跨进新时代[J]. 单祥茹. 中国电子商情(基础电子). 2015(07)
[6]路面附着系数识别方法发展现状综述[J]. 王博,卢萍萍,管欣,孙仁云. 汽车技术. 2014(08)
[7]无人驾驶汽车的先进技术与发展[J]. 端木庆玲,阮界望,马钧. 农业装备与车辆工程. 2014(03)
[8]力控和位置反馈型线控转向系统双向控制策略[J]. 郑宏宇,王祥,宗长富,陈国迎,何磊. 农业机械学报. 2014(06)
[9]分布式驱动电动汽车动力学控制发展现状综述[J]. 余卓平,冯源,熊璐. 机械工程学报. 2013(08)
[10]基于多刚体动力学和规则协调的汽车EPS与ASS建模与控制[J]. 王其东,秦炜华,陈无畏. 中国机械工程. 2010(14)
博士论文
[1]汽车底盘集成非线性鲁棒控制方法研究[D]. 张家旭.吉林大学 2018
[2]永磁同步电动机无位置传感器控制与高性能运行策略的研究[D]. 孙伟.浙江大学 2017
[3]面向实物在环仿真的汽车动力学建模与评价研究[D]. 王博.吉林大学 2017
[4]汽车EPS与ESP协调控制及关键技术研究[D]. 王金波.合肥工业大学 2016
[5]基于永磁同步电机的电动助力转向系统力矩控制算法研究[D]. 张虎.吉林大学 2015
[6]汽车电动助力转向与稳定性控制系统集成控制关键技术研究[D]. 胡延平.合肥工业大学 2015
[7]感应电机电动助力转向系统电机助力矩控制算法研究[D]. 赵飞翔.吉林大学 2014
[8]基于执行器精细调节的汽车转向/制动控制系统研究[D]. 殷卫乔.吉林大学 2014
[9]基于转向性能的电动助力转向控制参数灵敏度分析及优化[D]. 李绍松.吉林大学 2013
[10]车辆速度估计非线性观测器方法研究[D]. 郭洪艳.吉林大学 2010
硕士论文
[1]线控转向系统转向盘反力模拟算法开发与测试研究[D]. 周庆文.吉林大学 2018
[2]球笼式等速万向节受力及磨损仿真分析[D]. 闫公哲.华东理工大学 2018
[3]基于补偿的电动助力转向系统控制策略研究[D]. 徐飞扬.合肥工业大学 2017
[4]EPS高速阻尼控制及路感评价研究[D]. 罗家亮.合肥工业大学 2016
[5]电动助力转向系统补偿控制策略研究[D]. 祖春胜.合肥工业大学 2016
[6]基于CarSim的电动助力转向系统仿真与硬件在环验证[D]. 张玉洁.合肥工业大学 2015
[7]纯电动汽车整车控制器硬件在环仿真系统的研究[D]. 张恒.吉林大学 2013
本文编号：3408222
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