考虑路面附着系数的EPS控制策略研究

发布时间：2017-07-26 21:30

  本文关键词：考虑路面附着系数的EPS控制策略研究

  更多相关文章： EPS 路面附着系数 联合仿真 硬件在环

【摘要】：随着科学技术的发展,传统的机械式转向和液压式转向系统已经被电动助力转向系统所替代。由于EPS具有良好的转向性能和回正性能,装配EPS的车辆越来越多,EPS的性能也逐渐完善。传统的EPS控制策略基本上能够满足车辆在常规路面上行驶的转向要求,但对于在低路面附着系数路面上行驶时,传统的控制策略难以满足要求。因此本文在基于转向盘转矩信号的路面附着系数估计基础上,提出了考虑路面附着系数的EPS控制策略,并进行了硬件在环试验验证。首先,本文为了分析转向时车辆的运动状态,将EPS系统分成扭杆弹簧模块、助力曲线模块、助力电机模块进行系统建模,在此基础上搭建了基于Simulink和CarSim的联合仿真模型。其中Simulink模块中使用的是自行建立的EPS模型,将CarSim中自带的转向系统设置为纯机械式,并用Simulink模型代替。其次,本文利用EPS自带的转矩传感器估算左右转向轮总的自回正力矩,并在联合仿真模型的基础上进行了验证。本文利用联合仿真模型分析了转向时左右转向轮气胎拖距回正力矩的变化情况,并对轮胎自回正力矩的组成和产生进行了详细阐述,基于车辆转向时定有一个转向轮回正力矩处于线性区域这一特点,在左右转向轮总回正力矩估计的基础上,完成了对单个转向轮气胎拖距回正力矩的估计。再次,在单个转向轮气胎拖距回正力矩的估计的基础上,分别使用迭代法和导数法对路面附着系数进行估计。然后,详细介绍了传统的EPS控制策略,分析了传统EPS控制策略在较低附着系数路面上的不足之处。在路面附着系数精确估计的基础上,提出了考虑路面附着系数的EPS控制策略。最后,使用CarSim提供的27自由度车辆模型,利用LabVIEW发送和采集信号,使用伺服电机系统模拟转向阻力矩,并以LabVIEW实时系统为运行环境,建立了具有自回正效果的EPS硬件在环试验台。并在该试验台上进行了基于路面附着系数估计的EPS控制策略验证。
【关键词】：EPS 路面附着系数 联合仿真 硬件在环
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.4
【目录】：

• 致谢6-7
• 摘要7-8
• ABSTRACT8-14
• 第一章 绪论14-19
• 1.1 引言14-15
• 1.2 国内外研究现状15-18
• 1.2.1 路面附着系数估计的研究现状15-16
• 1.2.2 EPS控制策略研究现状16-18
• 1.3 课题来源与本文研究内容18-19
• 1.3.1 课题来源18
• 1.3.2 本文研究内容18-19
• 第二章 EPS系统Simulink和CarSim联合仿真模型19-26
• 2.1 EPS系统建模19-24
• 2.1.1 扭杆弹簧模块20
• 2.1.2 助力曲线模块20-21
• 2.1.3 助力电机模块21-23
• 2.1.4 CarSim模块23-24
• 2.2 Simulink和CarSim联合仿真模型24-25
• 2.3 本章小节25-26
• 第三章 基于转向盘转矩信号的轮胎自回正力矩估计26-37
• 3.1 左右转向轮总回正力矩估计26-27
• 3.2 单个转向轮的自回正力矩估计27-36
• 3.2.1 回正力矩组成分析27-30
• 3.2.2 车辆状态参数估计参数30-31
• 3.2.3 轮胎垂直载荷的转移31
• 3.2.4 Fiala桥石轮胎模型31-34
• 3.2.5 单个转向轮气胎拖距产生的回正力矩估计34-36
• 3.3 本章小结36-37
• 第四章 路面附着系数估计37-45
• 4.1 基于迭代法的路面附着系数估计37-39
• 4.2 基于导数法的路面附着系数估计39-43
• 4.3 仿真结果对比43-44
• 4.4 本章小结44-45
• 第五章 不同路面附着系数下的EPS控制策略研究45-54
• 5.1 助力控制策略研究45-49
• 5.1.1 PID控制47
• 5.1.2 联合仿真试验47-49
• 5.2 回正控制策略研究49-53
• 5.2.1 传统的回正电流控制算法50-51
• 5.2.2 基于模糊PID的回正控制51-53
• 5.3 本章小结53-54
• 第六章 LabVIEW和CarSim联合的硬件在环试验54-64
• 6.1 硬件在环试验台的搭建54-59
• 6.1.1 硬件在环试验台原理54-56
• 6.1.2 试验台硬件组成56
• 6.1.3 试验台软件及测试程序开发56-59
• 6.2 硬件在环试验验证59-62
• 6.2.1 路面附着系数估计的硬件在环试验60-61
• 6.2.2 助力控制硬件在环试验61-62
• 6.2.3 回正控制硬件在环试验62
• 6.3 本章小结62-64
• 第七章 总结与展望64-66
• 7.1 全文总结64-65
• 7.2 工作展望65-66
• 参考文献66-69
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况69

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本文编号：578458