电动助力转向系统回正控制及其仿真研究

在分析电动助力转向系统数学模型和回正模型的基础上,提出了电动助力转向回正控制策略。对电动助力转向系统的回正性进行了分析,对系统模型进行了仿真,并给出了几种不同初始方向盘转角情况下EPS的回正控制和机械转向回正响应曲线.仿真结果表明:所提出的回正控制策略能提高转向盘的回正性能,回正控制系统无论是在大转角还是小转角状态,都能快速、准确地操纵汽车回正,同时提高了转向系统的稳定性,并且具有较好的转向手感。     

电动助力转向系统回正补偿控制研究

车辆在不同附着系数路面上行驶时,转向回正力变化显著导致车辆回正时回正不足或回正超调。为克服路面附着系数变化对车辆回正性能的影响,研究了基于实际回正力估计的回正控制。建立了电动助力转向系统(Electric power steering system,EPS)模型,由车速和方向盘转角确定期望回正力矩。采用变内阻、变反电动势系数的电机模型估计电机转速,由估计的电机转速、电机电流,方向盘扭矩,估计车辆的回正力矩。根据期望回正力矩和估计的实际回正力矩对EPS回正补偿,采用分段PID(Proportional integral derivative)进行闭环控制。建立了EPS硬件在环试验台架,并对提出的控制算法进行试验验证,结果表明车辆在不同附着路面上均具有良好的回正性能。     

低附着路面条件的EPS控制策略

低附着路面上,车辆自回正力矩显著降低,传统电动助力转向控制策略不能很好地克服这一不利影响,导致车辆回正性能降低,路感丧失甚至带来驾驶员对车辆的误操纵,或导致车辆不能及时回正;在建立基于整车动力学的电动助力转向系统模型的基础上,经电动机电流和转矩传感器测得转矩值,拟合得到当前路面条件下的自回正力矩,同时通过转向盘转角信息计算理想路面条件下的名义自回正力矩,结合路面估计算法,将被识别的路面附着系数等级分为高、中、低,设计基于路面附着系数的助力电流控制策略和基于时变滑模变结构控制的回正控制策略,仿真结果表明可有效改善车辆在低附着路面上的操纵路感和回正性能。建立基于LabVIEW PXI的电动助力转向(Electric power steering,EPS)硬件在环试验平台,并对控制策略进行试验验证,试验结果和仿真结果基本一致。     

电动液压助力转向系统的协同仿真虚拟试验

为了提高电动液压助力转向系统(EHPS)产品的设计质量,利用AMESim和ADAMS协同仿真虚拟实验的方法定量分析电动液压助力转向系统在不同转向工况对汽车操纵稳定性的影响,检验和修正系统控制策略,提高车辆操纵稳定性能.在AMESim中建立电动液压助力转向系统仿真模型进行虚拟台架实验,获得系统的助力特性,在ADAMS中建立整车模型进行虚拟装车实验,包括蛇行实验、转向瞬态响应实验、转向回正性能实验、转向轻便性实验.分析高速转向时驾驶员手感和方向盘力大小、角阶跃输入时的反应时间、超调量和稳态横摆角速度、高速回正能力和低速回正能力以及低速转向的轻便性.     

基于虚拟样机技术的汽车电动助力转向系统助力特性研究

利用虚拟样机软件建立电动助力转向系统的整车动力学模型,对直线、折线、曲线三种不同助力特性曲线进行转向轻便性试验、蛇行试验和转向回正性能试验仿真分析,研究助力特性对汽车转向轻便性、路感和操纵稳定性的影响.这种研究方法能为台架试验和实车道路试验提供指导,缩短产品的开发周期,节约成本.     

电动助力转向系统的补偿控制研究

补偿控制是电动助力转向系统的重要控制部分。该文讨论了补偿控制方法 ,仿真结果表明 :补偿控制能够改善车辆转向性能 ,提高回正速度 ,抑制方向盘振荡 ,保持路感。     

电动助力转向回正控制策略的研究

针对汽车转向时在低速工况下回正不足,高速工况下回正超调的情况,在simulink中建立了电动助力转向系统模型,在采用经典PID调节的基础上加入了模糊控制器对电动助力转向的回正控制策略进行优化。仿真结果表明在低速和高速两种工况下,加入模糊控制器的电动助力转向将回正残余角控制在10度以内。     

汽车电动助力转向的机电耦合系统开发

为满足微型纯电动汽车转向轻便和高速稳定行驶的性能需求,进行了转向系统的电动助力设计优化。综合考虑转向系统几何结构、电机助力参量等因素的影响,实现了电动助力系统参数化并建立了机电耦合数学模型。构建考虑车速影响的助力特性曲线并对函数精确度进行控制,提高拟合准确度,确定电机力矩控制特性。电动助力系统应用基于模糊自适应PID控制策略,控制电机电流误差,减少电流偏差,提高辅助力的精准度。利用建立的机电耦合数学模型、电机转矩控制特性和PID控制策略,在MATLAB/Simulink和ADAMS/CAR中构建机械与助力电机控制模型,进行联合仿真,与非助力系统进行对比分析了连续转向、高速行驶转向和大角加速度转向3种行驶工况的仿真结果,结果表明:电动助力系统在中低速蛇形行驶中,减轻约48%转向力矩,有效实现汽车的转向轻便,在高速行驶转向中缩短了车辆达到高速稳定行驶约20%的时间。     

汽车转向系统回正力矩模型的比较及仿真研究

在汽车转向系统中电动助力转向系统已经成为研究的重点,其中,回正力矩模型的建立则是一个核心问题。根据回正力矩产生的原理,选择了Mitschke模型、回正力矩半经验模型、Reimpell模型三种典型的回正力矩模型,通过改变模型中轮胎的侧偏角和垂直载荷,对回正力矩大小进行对比。对比结果表明,在相同情况下三种模型回正力矩逐渐增大,且回正力矩随着侧偏角和垂直载荷的变化而改变。通过仿真对比分析确定了适合不同轴距和整备质量的汽车电动助力转向系统回正力矩基础模型。     

电动助力转向系统多目标优化控制研究

通过对电动助力转向系统进行动力学分析，建立了系统的数学模型和状态空间模型。利用转向盘操纵转矩与理想转矩之差及其变化，通过PD控制器进行调节，以获得理想的助力电压；通过模糊控制器改变助力电机的电压系数以实时调整助力转矩；以电动助力转向系统的结构参数和PD控制器为优化对象，以转向盘操纵转矩、横摆角速度和质心侧偏角为性能指标，用遗传算法对电动助力转向系统进行了多目标优化。台架试验证明，经多目标优化后模糊PD控制的电动助力转向系统能有效提高车辆转向的轻便性和稳定性，提高车辆行驶的安全性。     

融合主动转向功能的电动助力转向系统H_∞控制

针对传统电动助力转向(EPS)系统不能在车辆极限工况行驶时实施主动转向,也不能对驾驶员的转向误操作进行主动补偿的问题,建立了融合主动转向功能的EPS整车操纵动力学模型,并以转向轻便性、灵敏性、回正特性及整车操纵稳定性为系统评价输出,运用H∞鲁棒控制策略对基于整车操纵稳定性控制的汽车EPS系统控制特性进行了仿真分析。仿真结果表明,集成主动转向功能的EPS控制系统,既能够实现EPS系统的传统控制特性,又能够根据汽车极限运行工况时整车操纵稳定性的要求实施主动转向,从而有效降低车身横摆角速度和质心侧偏角,并最大程度地发挥EPS的功能调节范围。     

转角传感器零位标定模块优化设计

汽车电动助力转向系统(EPS)大多依靠方向盘转角传感器来检测方向盘角度进行主动回正控制,而转角传感器在正常工作前需要通过诊断仪或下线诊断系统等较为复杂的设备进行零位标定。详细介绍一种转角传感器零位标定模块的优化设计方法,并给出该模块在实际工作中的应用成果。由于这种零位标定模块具有使用简单、高效的特点,对提高汽车转角零位标定效率有很大帮助。     

汽车EPS和AFS衰减路面冲击集成控制

为衰减车辆行驶时受到的路面冲击,建立了人-车-路闭环系统数学模型,设计了电动助力转向(EPS)和主动前轮转向(AFS)集成控制算法,运用阻尼补偿控制和最优控制分别设计了电动助力转向和主动前轮转向子系统。在MATLAB/Simulink中的仿真结果表明,单独主动前轮转向控制不能衰减驾驶员把持力矩振动,单独电动助力转向阻尼控制对转向盘角速度振动和车辆横摆角速度振动衰减效果不佳,而集成系统可以很好地同时抑制驾驶员把持力矩振动、转向盘角速度振动和车辆横摆角速度振动,提高了驾驶舒适性、操纵稳定性和行驶安全性。     

调节方向盘转速的电动助力转向系统回正控制

针对已有电动助力转向(EPS)系统高速回正超调,低速回正不足的问题,提出了基于控制方向盘转速的回正控制策略。建立了齿条式电动助力转向系统动力学模型;阐述了回正特性曲线的获取方法;通过Adams/Simulink对控制策略进行了仿真试验。在控制策略方面跳出了以往的基于方向盘转角的模糊PID控制的局限,仿真分析表明基于方向盘转速控制的回正控制策略实现了理想的回正效果,较已有的回正控制不存在回正不足或超调现象,且回正过程无方向盘震荡现象,达到了迅速、准确的回正效果。     

EPS助力特性对汽车转向回正的影响分析

文中运用虚拟样机技术,利用ADAMS/Car软件建立了某轿车模型,根据汽车电动助力转向的不同助力特性,按照国家标准进行了操纵稳定性评价中的转向回正仿真实验,对比分析了不同助力特性的参数对汽车转向回正的影响,并得出了相关结论。     

汽车电动助力转向系统控制策略研究

车辆转向特性直接影响着行驶动力学特性和操纵动力学特性,转向行驶时的稳定程度直接关系到车辆的主动安全性,转向性能是评价汽车整体性能的重要影响因素。以提升车辆转向特性为目的,以乘用车用电动助力转向系统为研究目标,对其助力性能、控制方式开展了深入的对比研究,设计了助力目标与电机相匹配的电流控制器,分析得到了基于输入力矩和车辆速度的助力系统特性。选定基于助力模式下的常规PID、模糊自适应PID以及基于补偿模式下的常规PID三种控制策略作为研究对象,依据相应数学模型设计了三种助力控制器。其仿真结果显示:装备有电动助力转向系统的汽车,其横摆角速度响应的超调量和调整时间有明显改善,其中采用模糊自适应PID控制方法的控制器性能最优,其电流的超调情况最好,系统可以更快进入稳定状态;补偿模式下,惯性补偿、阻尼以及摩擦补偿在一定程度上提高了EPS系统整体特性。研究方法能够对转向系统实现更好的控制效果,对转向系统的设计和应用都十分有意义。     

电动助力转向系统主动回正控制策略研究

针对目前电动助力转(EPS)系统存在低速行驶回正不足和高速行驶回正超调问题,提出了基于粒子群优化BP神经网络PID参数自适应调整的EPS主动回正控制算法,建立了EPS回正控制系统动力学模型和主动回正控制决策.利用粒子群算法的全局最优和收敛速度快的特点优化BP神经网络的最优权值和阈值,并通过Simulink仿真和硬件在环...     

基于模糊控制的汽车助力转向系统设计

设计了一种ARM单片机控制的汽车电动助力转向系统,采用模糊自调整PD控制策略建立了电动助力转向系统的数学模型;设计了模糊控制器,对电动助力转向系统进行闭环控制仿真试验,结果表明系统性能稳定,提高了汽车转向轻便性和行驶安全性。     

自动驾驶车辆转向系统设计

自动驾驶车辆需具备独立完成转向操作的能力,传统的电动助力转向系统无法满足该要求。为了达到自动驾驶车辆自动转向的目的,设计可同时满足驾驶员驾驶和车辆自动驾驶两种工况的车辆转向系统,对转向系统关键零部件进行选型设计;根据不同驾驶工况建立转向系统数学模型,利用Matlab/Simulink进行系统仿真。仿真结果表明,该转向系统可以满足自动驾驶工况,且可以保证车辆的稳定性,但由于转向系统输出值与输入值存在误差,导致行驶轨迹存在一定的偏移。     

基于转向轻便性及回正性能设计的EPS应用

在建立电动助力转向系统(Electric power steering system,EPS)数学模型的基础上,将方向盘转矩传感器测得的转矩信号和估算的转向盘转角值相结合以判断转向的状态,然后运用模糊比例微分(Proportion derivative,PD)控制进行常规助力控制或回正控制。仿真结果表明,原地和低速条件下转向盘操纵转矩明显降低,车辆回正性能显著提高。并通过相关的软、硬件设计实现所设计的控制策略。为检验控制策略合理性和控制软件可行性以及自主设计控制单元(Electronic control unit,ECU)的可靠性,参照相关国家标准,进行无助力、自主研发的EPS实车对比试验,试验结果与仿真结果相吻合。