电动助力转向系统性能优化及参数研究

为研究电动助力转向(EPS)系统的转向特性,首先对转向柱式EPS系统进行了详细的建模。结合一个考虑悬架影响的整车动力学模型,提出了汽车转向性能的指标如转向灵敏度、稳定性和转向路感,并推导出其具体表达式。通过构造和分析转向路感优化模型,研究分析了EPS系统及整车参数对转向性能的影响。最后通过绝对灵敏度的方法,从系统稳定性角度对参数影响进行了分析。     

汽车电动助力转向系统的匹配分析及优化设计

在对汽车电动助力转向系统(EPS)的结构及其动力学特性分析的基础上,建立了线性三自由度汽车模型与EPS系统的集成数学模型。采用单参数自适应模糊PD控制策略,通过时域和频域的仿真计算,研究了EPS与整车动态性能的匹配关系及EPS主要参数的设计原则,并给出了EPS系统主要参数所必须满足的稳定性准则。在此基础上,建立了汽车系统和电动助力转向系统的综合系统多目标优化设计模型,并采用遗传算法对EPS主要参数进行优化设计。最后,通过试验验证了所设计的硬件参数和控制算法的有效性。     

EPS路感H∞控制下的频域整形方案研究

电动助力转向(Electric Power Steering,EPS)系统作为一种机械传动机构,受路面扰动和传感器噪声的影响比较大,直接影响到EPS系统的转向路感。将EPS系统模型与线性二自由度整车模型相结合,建立EPS系统控制模型,并给出助力控制的目标函数。根据EPS系统的频率分布,选取两个加权函数。通过转向盘把持力矩的幅频、相频特性及单位阶跃输入响应仿真计算,研究不同加权策略时助力控制对转向路感的影响。仿真结果可知,两个加权函数共同作用可以进一步改善EPS系统转向路感。     

电动轮汽车差速助力转向系统路感优化

根据电动轮汽车差速助力转向系统工作原理,提出转向路感、转向灵敏度、转向稳定性的概念及量化公式;在传统模拟退火(SA)算法基础上,以转向路感为优化目标,转向稳定性和转向灵敏度为约束条件,设计自适应模拟退火(ASA)算法,对系统参数进行优化设计。仿真结果表明:基于ASA算法的电动轮汽车差速助力转向路感优化,可在保证系统具有较好的转向稳定性和转向灵敏度基础上,有效提高系统的转向路感。研究结果可为电动轮汽车差速助力转向的设计和优化提供理论基础。     

力与位移耦合控制的主动转向系统协同优化

设计一种力与位移耦合控制的前轮主动转向(Active front steering,AFS)系统,使其同时具有主动转向和电动助力转向功能,不仅实现汽车转向轻便性和转向路感的完美融合,而且实现汽车安全性与灵活性的协调统一,是一种理想的汽车动力转向技术。建立新型AFS系统和整车3自由度动力学模型,提出新型AFS系统的性能指标及量化公式,应用协同优化方法,考虑人机工程学、汽车安全性和转向经济性三个子系统,以转向路感为系统级优化目标,对新型AFS系统参数进行协同优化设计。仿真结果表明,基于协同优化的新型AFS系统可在保证系统具有较好的转向稳定性、转向灵敏度和转向能耗基础上,有效提高系统的转向路感,为新型AFS系统的设计和优化提供理论基础。     

电动助力转向系统的鲁棒H∞控制研究

电动助力转向系统（Electric Power Steering,EPS）中,机械摩擦、传感器噪声和路面干扰等不确定因素将降低EPS的助力跟踪性能、转向轻便性和鲁棒稳定性。针对该问题,以电动助力转向的助力跟踪性能、转向路感和车辆操纵稳定性为控制目标,基于电压补偿控制,设计了鲁棒H∞控制器。利用MATLAB/SIMULINK搭建了EPS控制模型、二自由度整车模型、轮胎模型,在单位阶跃操纵力矩作用下,仿真对比了电压补偿控制和基于电压补偿的鲁棒H∞控制的仿真响应情况,结果表明基于电压补偿的鲁棒H∞控制具有更好的助力跟踪性能、转向路感和鲁棒稳定性。     

基于混合H_2/H_∞控制的电动助力系统转向路感

针对电动助力转向(Electrie power steering,EPS)系统存在系统模型、干扰等不确定性,以及对系统动态特性的要求,提出EPS系统混合H2/H∞控制器.在EPS系统及整车2自由度数学模型基础上,以驾驶员获得良好的转向路感、系统具有卓越的鲁棒性和较小的力矩波动为控制目标,构建系统的状态空间方程和增广被控对象矩阵,运用H∞方法极小化系统中各种干扰对被控输出的影响,并在此基础之上应用H2方法对系统进行优化.EPS系统路感仿真结果表明,基于混合H2/H∞控制的EPS系统,综合了H2控制和H∞控制的优点,具有较好的鲁棒性能和鲁棒稳定性,可有效抑制路面随机激励、转矩传感器量测、模型参数不确定等所引起的各种干扰和噪声,使驾驶员获得满意的路感.     

基于Isight的电动助力转向系统集成优化

为了兼顾整车的操纵稳定性和电动助力转向系统(EPS)参数优化的便利性,采用Isight优化软件和Simulink仿真平台对EPS进行了优化研究。建立了EPS和七自由度整车的集成动力学模型,引用总方差评价方法建立了EPS的多目标优化模型,并基于Isight和Simulink软件完成了EPS和整车模型的集成优化。结果表明,集成七自由度整车模型的EPS系统优化,使得驾驶员转向更加轻便、整车的操纵稳定性得到进一步提升,同时,基于Isight和Simulink平台的集成优化过程省去了目标函数的繁琐推导过程,也使得EPS系统参数的优化更加方便。     

汽车电动助力转向系统控制现状分析

针对改善电动助力转向系统的轻便性、回正性及鲁棒性和整车稳定性的问题,在分析EPS基本工作过程和建立动力学模型的基础上,对其关键控制内容的现状进行了深入研究和比较,提出了各控制内容研究的热点和难点,指出了EPS控制趋势是充分利用系统的工作特性,通过智能控制及优化算法兼顾了转向系统和整车性能的提高。利用动力学模型、助力特性曲线查表和电机PID控制建立了simulink仿真模型,研究结果表明,动力学参数值会影响系统的稳定性、PID控制参数会影响助力电流的跟随性、助力特征会改变不同阻力矩和车速下的转向轻便性和路感。该建模仿真过程可作为开发相关控制策略的参考。     

基于LPV/H_∞控制的EPS系统及其硬件在环研究

建立了电动助力转向(EPS)系统和二自由度车辆的线性变参数(LPV)模型,设计了LPV/H∞鲁棒控制器,重点考虑了EPS系统本身参数摄动对其性能的影响;基于MATLAB对所采用的控制方法进行了仿真。仿真结果表明,LPV/H∞控制方法比一般的H∞方法具有更好的鲁棒性,可使转向系统的助力性能和路感得到提高,车辆的转向操纵稳定性也得到明显改善;基于LabVIEW PXI系统建立了EPS系统硬件在环试验台,在硬件在环试验台上,采用共轭梯度法实现了LPV/H∞控制方法的硬件在环试验,试验结果同样证明了所采用的控制算法的有效性。     

电动叉车的电动助力转向(EPS)应用

为解决国产电动叉车转向功能普遍采用液压助力转向系统而带来易漏油、结构复杂等问题,将电动助力转向(EPS)技术引入电动叉车转向系统设计中。通过EPS典型系统组成部分的分析,研究了EPS三种控制方式的原理,提出了在叉车上如何应用EPS的方法,并进行了样机试制试验。试验结果表明采用该EPS系统的电叉运行平稳,可靠性好,转向性能佳,可替代传统液压转向系统。     

电动助力转向系统模糊控制算法研究

针对电动助力转向系统(EPS)对控制系统的实时性、稳定性的要求,提出了一种应用于EPS的模糊控制算法,并将其应用在EPS控制器上组成模糊控制器。兼顾转向的轻便性和平稳性,在EPS实验平台上测试所设计的模糊控制器,并在线调整模糊控制参数,使EPS转向手感达到最佳。实验结果表明,所提出的模糊控制算法具有良好的跟踪性能,能满足EPS快速、频繁启停以及转向轻便、稳定的要求。     

基于单纯性法的电动助力转向控制参数优化研究

建立电动助力转向系统数学模型,对电动机采用PD控制,采用ITAE为目标函数,采用单纯形法对控制参数进行优化,利用MATLAB中Simulink建立仿真模型框图和S-Function编写优化程序,对比优化前后仿真结果,表明了该方法的有效性。     

基于PID控制的EPS仿真研究

介绍了基于PID控制的EPS控制方式,分别讨论了助力模式和回正模式下助力电机的控制电压,建立了MATLAB/Simulink仿真模型,采用试凑法确定了PID控制器的参数,并分析了PID参数对响应特性的影响。在MATLAB/Simulink中的仿真结果表明:PID控制策略能提高转向轻便性和操纵稳定性,同时能显著改善回正特性,所采取的控制策略具有良好的控制效果。     

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。     

推土机转向制动阀性能分析与研究

 转向制动阀是实现履带式液力推土机进行转向制动操纵的核心液压件，其控制性能的优劣对整机的的操纵性能有重要影响。对转向制动阀的结构、工作原理进行了详细分析和介绍，并建立了工作过程中的数学模型。在此基础上，基于SimulationX软件仿真平台，建立了仿真模型，研究结构参数的改变对转向制动阀性能的影响，重点研究了转向制动阀的控制特性关键影响因子对其性能的影响规律，并得出了重要的观点。可为转向制动阀的结构设计及性能优化提供理论参考依据。     

汽车电动助力转向系统的自适应LQG控制

在对汽车电动助力转向系统(EPS)结构形式和性能进行分析的基础上,建立起3自由度的汽车动力学模型。 为克服实际EPS系统中存在的动态行为不确定性,采用自适应LQG控制策略。通过对模型参数的在线辩识,实现 系统的自适应LQG控制。在多种汽车行驶工况下,进行自适应LQG控制和LQG控制的仿真计算。仿真结果表明, 应用自适应LQG控制比LQG控制的EPS有更好的鲁棒性,且能有效改善EPS的助力特性及汽车的转向特性。为 验证仿真结果,还进行装有EPS系统的实车试验。试验结果充分证明了所提方法是正确和有效的,EPS系统可很 好改善汽车操纵性能。     

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。