转阀式液压助力转向系统建模与仿真分析

考虑了汽车液压助力转向器中的机械子系统与液压子系统,建立了相应的数学模型并利用Matlab/Simulink控制系统仿真软件建立了汽车液压助力转向系统的仿真模型.仿真分析了活塞有效面积、扭杆刚度和系统供油流量的变化对系统响应的影响情况,结果表明:增加系统供油流量、减小扭杆刚度都会使转向器的助力油压增大,此时齿条的位移将增大从而使稳定时间延长;活塞有效面积的大小几乎不影响助力油压的大小,齿条助力将随活塞有效面积成正比例变化.     

车辆主动悬架与电动助力转向系统协同优化

将主动悬架和电动助力转向系统的集成设计问题纳入多学科设计优化框架,实现多目标协同优化。建立了带有LQG控制器的主动悬架模型和电动助力转向模型,充分挖掘其耦合关系,对相关系统参数进行集成化处理并构建协同优化计算模型。基于多学科设计优化的思想,将复杂的集成设计问题转化为一个两级优化问题,让子系统分别承担各自学科的优化任务,同时通过系统级约束来协调子系统间的不一致性。优化结果表明,集成系统性能指标均有所提高,不仅行驶平顺性指标得到较好改善,而且低速转向更轻便,主动悬架作动器作用力也显著降低。     

连续体结构拓扑优化改进的敏度修正方法研究

为了消除拓扑优化中的棋盘格现象,在对常用敏度过滤方法的研究基础上,提出了一种新型敏度修正方法来解决数值不稳定性的问题。该方法通过设置中心单元过滤权重对拓扑优化结果进行控制。利用经典的柔度最小化数值算例研究了新型敏度修正方法对拓扑优化结果的影响,数值分析结果表明,该方法能达到消除棋盘格、网格依赖性现象以及避免边界过度磨平的目的。     

电动助力转向系统的建模与仿真技术

概述了电动助力转向系统(EPS)的结构和工作原理,并介绍了电动助力转向系统助力特性的设计方法。在分析了电动助力转向系统各组成部分数学模型的基础上,构建了基于Simulink的电动助力转向系统仿真模型。采用了PID和直流斩波控制策略对电动机目标电流进行闭环跟踪控制。仿真结果表明:所设计的助力特性较好地协调了转向轻便性和路感之间的矛盾,同时,电动机实际电流较好地跟踪了目标电流,从而验证了控制策略的有效性。     

线控转向系统动力学模型的研究

准确简单的线控转向系统动力学模型是研究线控转向的各种控制策略和参数匹配的基础.建立了线控转向系统的人-车-路闭环动力学模型,包括道路模型、驾驶员模型、控制器模型、转向盘总成模型、整车模型(包括车身模型、轮胎模型)及前轮转向总成模型等.基于以上模型,研究了驾驶员模型参数:驾驶员的补偿转向增益和认知时间延迟引起的死区时间变化对实际侧向偏移到目标侧向偏移的传递函数频率响应的影响.结果表明,选择不同的参数对线控转向系统的操纵稳定性影响较大,应合理选择相关参数.     

线控转向系统力反馈的研究

线控转向系统取消了转向盘与转向轮的机械连接,所以必须通过电机向驾驶员实时反馈路感,从而使驾驶员感知车辆行驶状态和路面状况.首先建立了包括驾驶员在内的转向盘力反馈模型.提出的路感控制策略包括上层控制策略和下层控制策略.上层控制策略中转向盘回正力矩建模为扭杆弹簧施加的回复力矩,与转向盘转角成线性;下层控制策略对电机电流进行比例积分控制.最后研究了不同驾驶员模型比例系数,积分系数和电流比例积分控制的比例系数,积分系数对转向盘转角跟踪性能的影响.结果表明,遗传算法优化得到的这四个参数,可使得驾驶员较好跟踪转向盘转角,路感电机电流较好跟踪目标电流,实现较好的力反馈.     

电动助力转向的转向感觉客观综合评价

针对电动助力转向(Electric power steering,EPS)系统进行整车转向感觉主观评价试验,分别对转向轻便性、回正性、中间位置转向和移线性能转向感觉客观评价指标进行分析。由于单个指标与驾驶员整体转向感觉评价之间并没有直接的对应关系。通过主成分分析的方法,获得互不相关的客观综合评价指标,将主观转向感觉量化为客观评价指标值,并且对客观评价指标与驾驶员主观评价进行相关性检验,检验EPS转向感觉客观评价指标的合理性和可靠性。转向感觉客观评价指标的确定便于对EPS转向感觉进行系统全面的评定,提高设计的可预见性。     

电液耦合转向系统建模与控制方法研究

电液耦合转向(EHCS)系统是同时具备电动助力和液压助力的新型转向系统,是提高商用车转向性能的一种方案.目前该系统工程化缺乏理论研究,为满足转向系统转向路感、转向轻便性、操纵稳定性及主动回正等性能要求,提出基于助力特性曲线设计,结合模糊PID控制的双层控制策略.完成控制器设计以后,在分析系统各部分数学模型基础上,构建了Simulink/Trucksim联合仿真模型并对结果进行仿真.结果 表明:模糊PID控制下不同车速的电机实际电流跟踪性能满足要求,设计的助力特性使EHCS相较于传统转向系统具有更好的转向性能,验证了控制策略的有效性.     

线控转向系统全状态反馈控制策略的研究

为了根据车况和驾驶员喜好实现最优的操纵特性(不足转向、过度转向和中性转向),需要主动控制前轮转角.线控转向系统利用车辆全状态(横摆角速度和质心侧偏角)反馈控制策略优化驾驶员的转向输入,主动控制前轮转角来优化车辆的转向特性,高速时具有适当的不足转向特性,低速时具有适当的过度转向特性,从而在反应快速和安全性之间很好的权衡.其中通过状态观测器估计侧偏角.结果表明,在紧急操纵时可以代替驾驶员协调使车辆保持稳定,正常操纵时补偿物理参数或操纵条件的变化而保持操纵特性的一致.     

线控转向系统的主动转向控制策略研究

线控转向系统取消了转向盘和转向轮之间的机械连接,可以对前轮进行主动转向控制以增强操纵稳定性和主动安全性.通过使前轮线控转向系统的期望横摆角速度跟踪稳态质心侧偏角为0的四轮转向车辆的横摆角速度,设计线控转向系统的变传动比,主动控制前轮转角.通过时域响应、转向增益、开环总方差等指标对其进行了性能分析.结果表明:采用提出的主动转向控制策略时稳态质心侧偏角大大降低,开环总方差大大降低,从而提高了汽车的操纵稳定性.