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文檔簡介
1、汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了從簡單的純機械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、機械液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng),到電控液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng),直到更為節(jié)能、操縱性能更好的電動助力轉(zhuǎn)向(Electric Power Steering System簡稱EPS)等幾個階段。EPS是汽車動力轉(zhuǎn)向的發(fā)展方向,相比較于以往的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)有安全、環(huán)保、節(jié)能、裝置靈活、調(diào)整簡單等優(yōu)越之處。EPS在國外已經(jīng)成功應用于很多車型上,目前國內(nèi)的研究開發(fā)還處于發(fā)展階段,近年來一直是國內(nèi)汽車轉(zhuǎn)向的研究熱點,具有廣闊
2、的應用前景。 本文論述了EPS的特點、工作原理、結構組成、國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀;通過對汽車EPS的動力學、運動學和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的負載特性分析,用牛頓定律和物理知識建立了機械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和EPS數(shù)學模型,分析了系統(tǒng)機械參數(shù)對系統(tǒng)特性的影響:并對EPS的穩(wěn)定性能進行了分析:對助力特性進行了理論上的分析,探討了直線型助力特性特征參數(shù)的確定方法。 常規(guī)控制方法用于系統(tǒng)建模精確且控制目標單一的情況,而EPS是一個非線性的多輸入多輸出系統(tǒng),助力
3、系統(tǒng)參數(shù)變化、干擾和模型簡化過程的誤差使得采用傳統(tǒng)方法設計的控制器的性能會變差,所以要保證系統(tǒng)性能必須使閉環(huán)系統(tǒng)具有魯棒性。在數(shù)學模型和助力特性研究基礎上,根據(jù)汽車運行過程中轉(zhuǎn)向的不同工況,研究了不同工況下控制算法選擇的邊界條件,重點研究了基于Hoo的EPS助力控制算法,回正控制算法,阻尼控制算法。由于EPS存在的摩擦力矩和轉(zhuǎn)動慣量會嚴重影響到輪胎的回正性能,同時還會引起轉(zhuǎn)向時的粘滯感,導致助力跟隨性變差,所以在系統(tǒng)控制中加入摩擦補償,
4、阻尼補償與慣量補償來解決上述問題。最后,對EPS的穩(wěn)定性進行了分析。 在以上研究的基礎上,建立了EPS的純數(shù)字仿真平臺。通過仿真研究證明所建立的數(shù)學模型是正確合理的,采用的控制算法兼顧了系統(tǒng)的助力特性、回正特性、阻尼特性和魯棒特性等諸方面。為了實現(xiàn)系統(tǒng)功能進行了EPS控制器設計。系統(tǒng)硬件由電動機驅(qū)動電路、電流測量電路、傳感器接口、報警燈與繼電器驅(qū)動電路等組成;系統(tǒng)軟件以MPKLAB-IDE調(diào)試環(huán)境為基礎,采用C語言編程技術,模塊
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