循环球式电动助力转向系统控制方法及补偿策略研究
发布时间：2021-07-15 20:25
循环球式转向器因其传动效率高,其机械结构简单而且具有较好的转向轻便性:电动助力转向系统（Electric Power Steering,简称EPS）是当前乘用车使用较多的助力形式,可以很好的调整转向助力特性。论文研究了循环球式电动助力转向系统的控制方法以及补偿策略,并通过搭建单片机控制电路,完成了实物控制实验。论文基于循环球式转向器机械结构,设计了转向系统的动力学模型,运用Matlab/Simulink搭建了循环球式电动助力转向仿真系统:在CarSim软件中进行了整车建模,搭建了CarSim与Simulink的联合仿真平台。设计了符合路感输入条件的电流助力曲线与转向系统的车轮回正控制策略,并通过模糊自适应控制策略实现对电机的实时控制。为了让转向系统的动态响应效果响应更加优良,设计了摩擦补偿与冲击补偿控制策略,对系统的动态特性进行补偿。选取LuGre模型描述整个转向系统的内摩擦损失,进而通过控制策略实现抵偿摩擦损失力矩的目的:通过使用转矩微分补偿的方式,实现对路面冲击造成的转向系统摆动的削减。设计了转向助力系统的控制器电路硬件和控制电路的软件程序,通过所设计的硬件电路实现了转向控制实验。...
【文章来源】：西安科技大学陕西省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【图文】：
循环球液压助力转向器剖面图
西安科技大学全日制工程硕士学位论文62系统结构概述和动力学建模2.1循环球式转向器结构及工作原理2.1.1循环球式电动助力转向系结构循环球式转向器的机械结构如图2.1所示，而以它为主构成的机械转向系统是由转向盘、循环球转向器和转向系统传动机构这三个部分构成的[35]。循环球式电动助力转向系统是在上述的转向器机械结构之外，通过补充了车速、电压、电流、转向盘转矩转角等多个传感器，助力电机，电磁离合器及蜗轮蜗杆减速机构等助力结构，以及ECU等部分共同构成循环球式电动助力转向系统[36]，如图2.2所示。图2.1循环球式机械转向器结构1.转向盘；2.转向盘转矩转角传感器；3.螺杆；4.螺母；5.齿条齿扇；6.蜗轮蜗杆减速器；7.转向摇臂；8.转向横拉杆；9.车轮图2.2循环球式电动助力转向系统布置结构循环球式电动助力转向系，与越野车及其它中小型客货车上现在广泛使用的传统液压助力或电控液压式转向系的安装方式基本一致。助力电机的安装支架通过螺栓安装在车架纵梁上，其后电机通过蜗轮蜗杆减速器与循环球式机械转向器连接。电动助力转向
西安科技大学全日制工程硕士学位论文62系统结构概述和动力学建模2.1循环球式转向器结构及工作原理2.1.1循环球式电动助力转向系结构循环球式转向器的机械结构如图2.1所示，而以它为主构成的机械转向系统是由转向盘、循环球转向器和转向系统传动机构这三个部分构成的[35]。循环球式电动助力转向系统是在上述的转向器机械结构之外，通过补充了车速、电压、电流、转向盘转矩转角等多个传感器，助力电机，电磁离合器及蜗轮蜗杆减速机构等助力结构，以及ECU等部分共同构成循环球式电动助力转向系统[36]，如图2.2所示。图2.1循环球式机械转向器结构1.转向盘；2.转向盘转矩转角传感器；3.螺杆；4.螺母；5.齿条齿扇；6.蜗轮蜗杆减速器；7.转向摇臂；8.转向横拉杆；9.车轮图2.2循环球式电动助力转向系统布置结构循环球式电动助力转向系，与越野车及其它中小型客货车上现在广泛使用的传统液压助力或电控液压式转向系的安装方式基本一致。助力电机的安装支架通过螺栓安装在车架纵梁上，其后电机通过蜗轮蜗杆减速器与循环球式机械转向器连接。电动助力转向
【参考文献】：
期刊论文
[1]汽车ABS控制算法设计与试验验证[J]. 郝亮,郭立新,张旭斌,李刚. 机械设计与制造. 2019(11)
[2]雷达伺服系统的自适应摩擦力矩补偿控制策略[J]. 姜仁华,刘闯,宁银行. 机械工程学报. 2019(18)
[3]基于前馈-模糊PID反馈联合控制的4WIS研究[J]. 喻敏,程灿,周鹏,陈哲明. 重庆理工大学学报(自然科学). 2019(06)
[4]基于LuGre模型的伺服系统摩擦补偿策略研究[J]. 叶超,崔宁豪,马正雷,林德银,王群京. 微电机. 2019(05)
[5]纯电动客车智能化电液转向系统的探讨[J]. 孙尚志,何晨,凌杰. 客车技术与研究. 2018(06)
[6]EPS系统在路面激励下的汽车操纵稳定性响应研究[J]. 李志鹏,史松卓. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2018(06)
[7]基于摩擦和干扰补偿的转台模糊反演滑模控制[J]. 刘慧博,刘尚磊. 系统仿真学报. 2018(03)
[8]循环球式电动助力转向器在纯电动客车上的应用[J]. 叶成友. 客车技术与研究. 2015(04)
[9]一种新型LuGre摩擦模型参数辨识方法[J]. 郭彦青,付永领,张朋. 机床与液压. 2015(01)
[10]衰减转向盘冲击力矩的电动助力转向控制[J]. 李绍松,宗长富,何磊,刘明辉,魏文若,吴浩. 吉林大学学报(工学版). 2013(04)
博士论文
[1]面向驾驶品质的汽车电动助力转向方法的研究[D]. 雍文亮.吉林大学 2019
[2]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
[3]高精度机械轴承转台摩擦补偿研究[D]. 杨松.哈尔滨工业大学 2009
硕士论文
[1]汽车自适应巡航系统（ACC）起停控制研究[D]. 孙鹏飞.吉林大学 2018
[2]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
[3]基于EPS的车道保持辅助控制算法设计与实验验证[D]. 于立娇.吉林大学 2016
[4]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
[5]循环球式液压动力转向器的建模仿真与优化分析[D]. 孙洋洋.广西大学 2014
[6]含有摩擦和间隙的机械系统建模与跟踪控制研究[D]. 董玉亮.济南大学 2014
[7]基于CarSim的EPS系统建模及其控制仿真研究[D]. 宋旸.广西工学院 2012
[8]汽车非线性轮胎力的估计方法研究[D]. 苏海涛.吉林大学 2007
本文编号：3286405
【文章来源】：西安科技大学陕西省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【图文】：
循环球液压助力转向器剖面图
西安科技大学全日制工程硕士学位论文62系统结构概述和动力学建模2.1循环球式转向器结构及工作原理2.1.1循环球式电动助力转向系结构循环球式转向器的机械结构如图2.1所示，而以它为主构成的机械转向系统是由转向盘、循环球转向器和转向系统传动机构这三个部分构成的[35]。循环球式电动助力转向系统是在上述的转向器机械结构之外，通过补充了车速、电压、电流、转向盘转矩转角等多个传感器，助力电机，电磁离合器及蜗轮蜗杆减速机构等助力结构，以及ECU等部分共同构成循环球式电动助力转向系统[36]，如图2.2所示。图2.1循环球式机械转向器结构1.转向盘；2.转向盘转矩转角传感器；3.螺杆；4.螺母；5.齿条齿扇；6.蜗轮蜗杆减速器；7.转向摇臂；8.转向横拉杆；9.车轮图2.2循环球式电动助力转向系统布置结构循环球式电动助力转向系，与越野车及其它中小型客货车上现在广泛使用的传统液压助力或电控液压式转向系的安装方式基本一致。助力电机的安装支架通过螺栓安装在车架纵梁上，其后电机通过蜗轮蜗杆减速器与循环球式机械转向器连接。电动助力转向
西安科技大学全日制工程硕士学位论文62系统结构概述和动力学建模2.1循环球式转向器结构及工作原理2.1.1循环球式电动助力转向系结构循环球式转向器的机械结构如图2.1所示，而以它为主构成的机械转向系统是由转向盘、循环球转向器和转向系统传动机构这三个部分构成的[35]。循环球式电动助力转向系统是在上述的转向器机械结构之外，通过补充了车速、电压、电流、转向盘转矩转角等多个传感器，助力电机，电磁离合器及蜗轮蜗杆减速机构等助力结构，以及ECU等部分共同构成循环球式电动助力转向系统[36]，如图2.2所示。图2.1循环球式机械转向器结构1.转向盘；2.转向盘转矩转角传感器；3.螺杆；4.螺母；5.齿条齿扇；6.蜗轮蜗杆减速器；7.转向摇臂；8.转向横拉杆；9.车轮图2.2循环球式电动助力转向系统布置结构循环球式电动助力转向系，与越野车及其它中小型客货车上现在广泛使用的传统液压助力或电控液压式转向系的安装方式基本一致。助力电机的安装支架通过螺栓安装在车架纵梁上，其后电机通过蜗轮蜗杆减速器与循环球式机械转向器连接。电动助力转向
【参考文献】：
期刊论文
[1]汽车ABS控制算法设计与试验验证[J]. 郝亮,郭立新,张旭斌,李刚. 机械设计与制造. 2019(11)
[2]雷达伺服系统的自适应摩擦力矩补偿控制策略[J]. 姜仁华,刘闯,宁银行. 机械工程学报. 2019(18)
[3]基于前馈-模糊PID反馈联合控制的4WIS研究[J]. 喻敏,程灿,周鹏,陈哲明. 重庆理工大学学报(自然科学). 2019(06)
[4]基于LuGre模型的伺服系统摩擦补偿策略研究[J]. 叶超,崔宁豪,马正雷,林德银,王群京. 微电机. 2019(05)
[5]纯电动客车智能化电液转向系统的探讨[J]. 孙尚志,何晨,凌杰. 客车技术与研究. 2018(06)
[6]EPS系统在路面激励下的汽车操纵稳定性响应研究[J]. 李志鹏,史松卓. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2018(06)
[7]基于摩擦和干扰补偿的转台模糊反演滑模控制[J]. 刘慧博,刘尚磊. 系统仿真学报. 2018(03)
[8]循环球式电动助力转向器在纯电动客车上的应用[J]. 叶成友. 客车技术与研究. 2015(04)
[9]一种新型LuGre摩擦模型参数辨识方法[J]. 郭彦青,付永领,张朋. 机床与液压. 2015(01)
[10]衰减转向盘冲击力矩的电动助力转向控制[J]. 李绍松,宗长富,何磊,刘明辉,魏文若,吴浩. 吉林大学学报(工学版). 2013(04)
博士论文
[1]面向驾驶品质的汽车电动助力转向方法的研究[D]. 雍文亮.吉林大学 2019
[2]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
[3]高精度机械轴承转台摩擦补偿研究[D]. 杨松.哈尔滨工业大学 2009
硕士论文
[1]汽车自适应巡航系统（ACC）起停控制研究[D]. 孙鹏飞.吉林大学 2018
[2]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
[3]基于EPS的车道保持辅助控制算法设计与实验验证[D]. 于立娇.吉林大学 2016
[4]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
[5]循环球式液压动力转向器的建模仿真与优化分析[D]. 孙洋洋.广西大学 2014
[6]含有摩擦和间隙的机械系统建模与跟踪控制研究[D]. 董玉亮.济南大学 2014
[7]基于CarSim的EPS系统建模及其控制仿真研究[D]. 宋旸.广西工学院 2012
[8]汽车非线性轮胎力的估计方法研究[D]. 苏海涛.吉林大学 2007
本文编号：3286405
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