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汽车EPS动态特性及半实物仿真技术研究
| 论文题名： | 汽车EPS动态特性及半实物仿真技术研究 |
| 关键词： | 汽车电动助力;转向系统;动态特性;半实物仿真;频域响应 |
| 摘要： | 汽车转向系统是影响汽车操纵稳定性、主动安全性和舒适性的关键部件，是汽车横向动力学的主要研究课题。电动助力转向系统（EPS）由于其节能、环保、更加优越的操纵性能和转向路感等特点，成为现在动力转向技术研究的焦点。目前国外的EPS系统已较为成熟，而国内的相关研发还处在初级阶段，我国汽车产业急需研究开发这种高新技术产品，因此，对这种转向系统进行研究和开发是很有必要的。 本文对EPS系统的动态特性进行深入分析，并以EPS产品开发为目的进行了半实物仿真技术研究，主要研究内容如下： 建立了EPS系统的非线性动力学模型；详细分析了转向阻力矩形成机理和特性，结合非线性Magic Formula半经验轮胎模型、三自由度整车模型，建立了较为完善的整体系统动力学模型。 采用转向轻便性、转向回正性、转向灵敏度、转向路感和操纵稳定性作为EPS系统性能的评价指标。对EPS系统的转向灵敏度和转向路感在频域响应的动态特性进行了研究，推导了转向灵敏度和转向路感的传递函数，分析了EPS系统对转向灵敏度和转向路感的频域响应特性的影响，并考察了EPS系统中的主要参数对这两个性能的影响。 在三种常见助力特性曲线的基础上设计了直线型助力特性曲线，采用助力控制和回正控制确定电动机的助力电流，通过方向盘转角信号判断控制模式的切换；通过PID控制算法跟踪目标电流，仿真结果表明跟踪效果良好。 基于MATLAB\Simulink平台，对EPS系统和整车转向系统的模型及控制策略进行了仿真模型搭建。通过EPS系统的时域响应特性，从转向轻便性、转向回正性、转向灵敏度、转向路感和操纵稳定性这五个评价指标对EPS系统进行动态特性分析。研究表明，所设计控制策略的EPS系统具有良好的动态特性，中低速转向轻便性和中高速转向路感良好，转向灵敏度性能良好，转向回正性能和操纵稳定性能提高。 最后，在分析现有台架的基础上，进行了台架试验设计和半实物仿真技术研究，搭建了EPS系统半实物仿真的软硬件平台，为进一步开展EPS性能和控制策略研究、产品开发和测试奠定了基础。 |
| 作者： | 张军辉 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 邓兆祥 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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