主动前轮转向系统的建模及控制策略研究

发布时间：2021-10-09 03:43

　　转向系统作为汽车底盘系统的重要组成部分和人-车交互界面的重要一环,对汽车的操纵稳定性、舒适性和安全性起着举足轻重的作用。汽车“智能化”、“电动化”与“共享化”的发展对汽车转向系统的主动控制和主动安全技术提出了更高的要求,而主动前轮转向（AFS:Active Front Steering）技术可实现汽车的变传动比操作、行驶稳定性控制和自动驾驶中的轨迹跟踪及车道保持控制,逐渐成为了汽车转向系统的研究热点。因此,本文在常规电动助力转向（EPS:Electric Power Steering）系统的基础上,对主动前轮转向系统的控制策略作了相应的研究。论文的主要工作如下:（1）提出了一种新型的基于常规EPS系统的主动前轮转向系统的结构方案,分析了其结构和工作原理,并对转向系统进行建模和模型验证试验;推导了地面固定坐标系下的汽车欠驱动主动前轮转向系统线性二自由度侧向动力学方程。（2）将主动前轮转向系统的控制分为EPS控制和AFS控制两个部分,分别对其进行了分析,制定了主动前轮转向系统的控制逻辑和控制策略:设计了包含电流环与转矩环的EPS系统基本助力控制策略;提出了含不等式约束的欠驱动系统约束跟随控... 

【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

机械式转向系统

第二章主动前轮转向系统建模25行分析处理，得到系统传递函数Gm(s)和开环频率特性的伯德图，并与前文理论推导的数据进行对比。控制器车速电机转向系统转矩传感器CANape图2-6频率特性测试原理图图2-7频率特性测试试验现场图转向系统具体试验操作过程为：在无转向盘操纵输入的条件下，转向系统由助力电机提供如图2-8(a)所示0-50Hz的扫频信号作为系统输入，输入信号可以由公式（2-24）计算得到，转矩传感器所采集的输出信号作为试验的系统输出，如图2-8(b)所示。220.25sin0.4400.250.1sin0.437.540mttTttt（2-24）通过处理试验输入数据Tm(t)和输出数据Tse(t)，可以由公式（2-25）得到试验系统的传递函数Gtest(s)，其中Tm(t)是电机转矩信号和Tse(t)是转矩传感器转矩信号。setestmTsGsTs（2-25）转向系统CANape

华南理工大学硕士学位论文26a)电机的扫频输入图b)转矩传感器采集的系统输出图图2-8试验方法改进后的输入输出信号时域图其中Tm(s)和Tse(s)分别是Tm(t)和Tse(t)的拉氏变换结果。处理试验输入输出数据得到由电机助力转矩作为输入、转矩传感器转矩作为输出的传递函数Gtest(s)的频率特性伯德图（如图2-9实线），以及由前文理论数学模型计算得到的传递函数Gm(s)的频率特性伯德图（如图2-9虚线）。从图2-9的结果可以看出本文建立的模型与真实的系统之间的吻合程度较高，本文所建立的转向系统模型及其参数具有一定的实用性，能够为后文的控制策略设计提供基矗图2-9转向系统频率特性伯德图2.3汽车主动前轮转向系统侧向动力学模型汽车在实际运行的过程中，是一个非线性强耦合的时变复杂系统。在针对具体问题


本文编号：3425568