三电机线控转向系统控制策略研究

发布时间：2017-08-22 04:41

  本文关键词：三电机线控转向系统控制策略研究

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【摘要】：线控技术主要包括:线控转向技术(Steer-By-Wire)、线控制动技术(Brake-By-Wire)、线控油门(Throttle-By-Wire)。线控转向技术取消了部分机械连接机构,利用电子控制技术、传感器检测技术、总线技术等将车辆的状态信息采集后转变成电信号进行分析处理,同时将路面信息反馈到驾驶员,优化了汽车的行驶性能,增强了安全性。线控转向车辆可以实现对转向系统理想传动比采取最优化设计,电子集成化程度较高,在未来的电动汽车(EV)、燃料电池车(FCV)、混合动力汽车(HEV)以及低污染排放车辆(LEV)四大“EV”汽车中将得到更为广泛的应用。本文对三电机线控转向系统的研究中,包括了以下的主要内容:(1)基于车辆转向系统的基本功能要求,对三电机线控转向系统的转向器、减速器进行选类,对转向执行电机、助力电机、力感电机的参数及型号进行选择。(2)在三电机线控转向系统中,选用商业软件Car Sim中的整车模型,并基于Simulink/Car Sim搭建三电机线控转向系统模型,分别建立轮胎模型、转向盘模型、力感电机模型、转向执行电机和转向助力电机双电机模型、转矩传感器模型、齿轮齿条转向器模型。对三电机线控转向系统进行模拟仿真并对模型进行角阶跃输入及正弦输入的试验验证,对转向系统跟踪能力及中心区内连续跟踪能力进行验证,论述线控转向系统的兼容性、安全性和合理性。(3)本文研究了力感电机电流的计算算法,执行电机电流经过控制器处理后,得到力感电机电流及输出转矩。将力感通过转向盘反馈给驾驶员,并且采用滤波的方法减小持续不平的路面对驾驶员的冲击。(4)本文研究的三电机线控转向系统控制策略主要分为转向力矩控制策略、力感控制策略、驻车回正策略。其中转向力矩控制策略主要应用了与EPS系统类似的一种直线型助力特性控制方法。力感控制策略主要在于模拟真实路面的力感,通过转向执行电机的电流传感器输出信号控制力感电机的电枢电流值从而控制力感电机输出力,使驾驶员在操作车辆转向时具有合适的手感。驻车回正策略主要应用了线控转向系统控制器对电信号的分析及控制,即通过车速值是否为零及发动机是否熄火两个条件判定车辆状态,再通过线控转向实现车辆停驶后转向轮自动回正。(5)最后,对本文中所采用的模型、算法以及控制策略进行总结和讨论。对线控转向系统的发展以及三电机线控转向系统在未来的汽车工业中的应用前景进行分析汇总。
【关键词】：线控转向 三电机 系统模型 力感控制 驻车回正
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.4
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-19
• 1.1 线控转向系统发展背景11-16
• 1.1.1 线控转向系统国外研究现状13-15
• 1.1.2 线控转向系统国内研究现状15-16
• 1.2 线控转向系统控制策略研究现状16-17
• 1.2.1 力感控制策略16
• 1.2.2 双电机控制策略16-17
• 1.3 线控转向系统的发展趋势17
• 1.4 本文研究思路和主要内容17-19
• 第2章 三电机线控转向系统结构选型及原理分析19-29
• 2.1 减速器选型19
• 2.2 转向器选型19-22
• 2.2.1 转向器选型原则19-20
• 2.2.2 转向器分类及选型20-22
• 2.3 电机选型及控制原理22-26
• 2.3.1 电机主要类别22-23
• 2.3.2 线控转向系统应用电机要求23-24
• 2.3.3 电机参数匹配及选择24-25
• 2.3.4 助力电机位置的确定25-26
• 2.4 助力电机助力特性的确定26-28
• 2.5 本章小结28-29
• 第3章 线控转向汽车模型建立29-47
• 3.1 三电机线控转向系统架构30-31
• 3.2 三电机线控转向系统模型建立31-36
• 3.2.1 轮胎模型31-32
• 3.2.2 转向盘模块建模32
• 3.2.3 力感电机建模32-33
• 3.2.4 双电机建模33-35
• 3.2.5 转矩传感器建模35
• 3.2.6 转向器建模35-36
• 3.3 三电机线控转向系统理想传动比的确定36-39
• 3.3.1 理想传动比分类36-37
• 3.3.2 理想传动比选择37-38
• 3.3.3 转向动力电机输出总力矩38-39
• 3.4 模型验证39-45
• 3.4.1 Simulink/CarSim联合仿真设定40-42
• 3.4.2 角阶跃转向试验42-44
• 3.4.3 中心区正弦试验44-45
• 3.5 本章小结45-47
• 第4章 线控转向系统控制策略研究47-63
• 4.1 本文采用的控制策略原理47-48
• 4.2 转向助力矩控制策略48-53
• 4.2.1 转向助力矩控制策略原理48-50
• 4.2.2 转向助力模型的构建50-52
• 4.2.3 转向助力矩控制策略试验验证52-53
• 4.3 力感控制策略53-57
• 4.3.1 力感控制意义53-54
• 4.3.2 力感控制方法分析54-56
• 4.3.3 力感控制策略试验验证56-57
• 4.4 驻车自动回正控制策略57-61
• 4.4.1 驻车回正控制意义57
• 4.4.2 驻车自动回正判断方法57-58
• 4.4.3 驻车自动回正控制策略分析58-60
• 4.4.4 驻车自动回正策略试验验证60-61
• 4.5 本章小结61-63
• 第5章 全文总结与展望63-67
• 5.1 全文总结63-64
• 5.2 前景展望64-67
• 5.2.1 线控转向系统发展方向64
• 5.2.2 三电机线控转向系统的完善与发展64-67
• 参考文献67-69
• 作者简介及科研成果69-71
• 后记和致谢71

【参考文献】

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本文编号：717118