线控转向技术在国内外汽车领域的应用简介

随着新能源汽车和无人驾驶汽车的研究推广,一种新型的转向系统——线控转向系统应运而生。该系统取消了转向盘与转向轮之间的机械连接,解决了传统转向系统的种种弊端。介绍线控转向系统的基本组成及其工作原理,对比线控转向相对于电动助力转向的优势,总结线控转向在国内外发展的现状,分析线控转向在我国的专利申请情况,并展望线控转向良好的应用前景及其发展趋势。     

巴哈赛车线控转向系统设计

由于目前竞争环境的激烈,巴哈赛车作为一项广泛运用于工程院校的教学项目,集合汽车设计、营销、成本预算等方面为一体,更需要精益求精,才能脱颖而出。巴哈大赛中存在问题较多的地方在转向系统,从而需要对赛车的转向系统进行优化设计,因此,本小组以转向系统作为着手点,对巴哈赛车的部分性能进行优化。传统的机械转向系统中,转向盘与前轮通过转向柱连接,传动比固定不变,不能适应不同的路况,而通过线控转向控制可以根据车辆进行设计,提高车辆回正性、稳定性和转向性。本文首先从根据汽车传统的转向系统,设计新的线控转向方案,再对汽车线控转向系统的执行机构算法改良,建立汽车的线控转向系统模型,然后通过仿真软件对线控转向系统进行实验仿真,最后对整体的模态做静力学分析,验证设计的合理性。     

基于多样性的汽车线控转向容错研究

为解决线控转向系统转向失效问题,将多样性容错技术应用到汽车线控转向系统中。开展了多样性汽车线控转向系统稳定性分析,建立了线控转向机构与其备份机构之间的关系,提出了基于多样性的转向系统容错设计方法;选用不用经验的驾驶员,在驾驶模拟器上对新设计的线控转向系统进行了转向稳定性试验。研究结果表明,基于多样性容错设计,通过备份的转向功能,驾驶员能根据自己的意图通过转向机构灵活地控制车辆,减少转向失效;同时,能避免由于线控转向系统中过度冗余造成的成本和体积的增加,有利于提高车辆转向稳定性,有利于在汽车线控转向系统中的应用。     

一种无角度传感器的SBW方向盘转角获取方法

文中针对方向盘转角传感器成本高的问题,提出了一种无角度传感器的线控转向系统方向盘转角获取方法。该方法利用线控转向系统路感电机的转子电气角度,采用多点采样的思路,对路感电机的转子电气角度进行实时过零检测,从而计算方向盘的转角。通过该方法获得的方向盘转角与专用转角传感器获得的方向盘转角的比较表明,误差保持在1°以内,满足线控转向系统的要求。     

转向制动联合的线控转向汽车防侧翻控制研究

针对线控转向汽车有发生侧翻危险,不能同时兼顾防侧翻控制与路径保持控制的问题,本文提出了一种基于线控转向系统的主动转向和差动制动的联合防侧翻控制策略。根据车身横向载荷转移率LTR的值判断发生侧翻危险的程度,计算出主动转向和差动制动作用的权值大小,从而得到附加前轮转角和制动力矩的大小。利用dSPACE硬件在环实验对控制策略进行了验证,实验结果表明这里提出的联合控制方法,能够使车辆在保持侧向稳定性的同时,较好地保持行车路径。     

基于可拓滑模线控转向控制策略研究

对于汽车线控转向系统的主动转向控制,研究基于可拓滑模控制方法的主动转向系统控制策略。在MATLAB/Simulink中建立基于整车模型的线控转向系统动力学模型,在变角传动比前馈控制的基础上,设计出基于横摆角速度动态反馈的可拓滑模控制器,决策出合理的前轮转角。选取典型工况对所设计的基于可拓滑模控制方法的主动转向控制策略进行了仿真试验,并进行硬件在环试验验证。试验结果表明,基于可拓滑模控制的主动转向控制方法相对于无控制以及滑模控制,提高了汽车的行驶稳定性。     

基于改进H∞算法的线控转向系统仿真研究

针对汽车线控转向系统的鲁棒性问题,对汽车线控转向的原理和结构方面进行了研究;对汽车线控转向的动力学模型进行了建立以及简化;对汽车线控转向控制系统进行了分析与设计.以H∞运算为基础,利用反求法,避开了加权函数的选择,通过观察H∞运算中S/T奇异值曲线,运用符合线控转向鲁棒性能要求的预期S/T曲线逆转了该闭环系统,构建出了闭环传递函数,提出了一种基于改进H∞算法的线控转向系统.通过对线控转向系统的时间域和频率域的分析,以及线控转向系统模型干涉和参数扰动下的仿真结果分析,验证了改进H∞算法的控制策略的准确性.研究结果表明,基于改进H∞算法的线控转向系统在保证了鲁棒稳定性的前提下,具有更好的响应性能;并且改进的控制器比传统的控制器具有更好的鲁棒性.     

装载机线控转向角度测量控制研究

装载机线控转向系统将自动控制系统与液压系统结合,取消装载机原来转向系统中方向盘与转向轮之间机械或液压连接,优化装载机转向系统的路感与工况适应,便于与其它系统集成,统一协调控制。提出了一种新的线控转向装载机的转角的测量方案,更精确测量转角数据。设计优化装载机线控转向液压系统信号检测,更好满足实际需要。     

线控液压转向系统动态特性研究分析

该文根据线控液压转向系统工作原理建立液压系统仿真模型,采用电液比例PID控制方法,将车轮转角目标值与方向盘输入实际值的偏差作为输入进行控制.首先利用阿克曼定理进行理论分析,得出车轮最大转角和主动轮与从动轮转动角度关系,然后通过改变方向盘输入信号的频率、车速、伺服阀频率和额定流量、比例增益,对线控转向系统动态特性进行研究...     

装载机线控转向系统的设计与分析

针对装载机转向系统能源消耗大,使用成本高,驾驶室工作条件差和驾驶易疲劳的缺点,设计了线控转向系统。该系统采用变量泵,系统采用容积控制,能耗较定量泵低,去除了方向盘与转向系统之间的机械连接,转向非常轻便,工作室环境得到了改善。首先设计了整体的线控转向系统方案,然后建立了数学模型,在数学模型中加入PID模糊控制,最后在MATLAB/Simulink中仿真。结果证明,该系统具有非常好的稳定性,方向盘转角与转向马达转角随动性很好。     

汽车线控转向系统的现状及关键技术研究

线控转向（Steer—By—Wire,SBW）系统,指通过通信网络连接各部件的控制系统,取消了传统的机械式转向装置。转向器与转向柱间无机械连接,可以很好地改善车辆的操纵稳定性,提高汽车碰撞安全性和整车主动安全性。研究了汽车线控转向系统在国内外的发展,介绍了线控转向的基本结构与工作原理及关键技术,展望了线控转向技术的发展前景。     

汽车线控转向系统的现状与发展前景研究

线控转向（steer-by-wire,简称 SBW）系统指取消了传统的机械式转向装置,摆脱了传统转向系统的诸多限制,转向器与转向柱间没有任何的机械连接,而是通过通信网络连接各部件的控制系统。线控转向系统的转动效率高,响应时间快,利于环境的保护,可降低车辆底盘的开发成本,改善车辆的驾驶特性,可以很大程度上改善车辆的操纵稳定性,提高汽车碰撞安全性和整车主动安全性。本文研究了汽车线控转向系统的国内外发展现状,介绍了该系统的基本结构、工作原理及其特点,展望了线控转向技术的发展前景。     

四轮全方位线控转向系统设计与控制方法研究

为提升车辆转向的机动灵活性,摆脱传统转向机构的束缚,探索新型的转向模式,设计一个四轮全方位线控转向系统。针对单个车轮360°转向需求,文中对全方位转向系统的具体结构进行了设计与优化,完成了转向阻力矩的计算和有关零部件的设计、选型,对原地转向、楔形行驶等机动转向模式下的转角分配策略进行了分析,并针对永磁同步电动机设计了位置环-速度环-电流环三闭环空间矢量控制算法及其控制器。结合仿真与台架实验验证了所提出的四轮转角分配策略及转角闭环控制策略的有效性,可为新一代汽车转向系统的设计提供一种新的思路。     

线控转向电动汽车运动控制系统的研究

针对传统汽车转向存在转弯半径大和操纵不灵活的问题,采用线控技术在线控转向电动汽车上设计了运动控制系统。介绍了线控转向电动汽车的机械结构和多种运动模式,分析了电动汽车绕任意点旋转运动的运动学算法,并利用模块化设计和车载网络通讯实现了线控转向技术,设计了该车的运动控制系统;研制了该车的运动控制系统样机,并在实际路面上分别对传统汽车和线控转向电动汽车进行了掉头转弯对比实验。研究结果表明,线控转向电动汽车能够更好地实现掉头转向,相比传统汽车具有更小的转弯半径和操纵灵活性。     

智能四轮独立驱动电动汽车差动转向与主动转向协同路径跟踪控制研究

智能驾驶技术是当前汽车工业的研究热点,四轮轮毂电动机驱动电动汽车为智能驾驶提供了绝佳的线控平台。充分利用左右车轮不对称转矩主动生成横摆力矩,能够在线控转向基础上更好地实现高精度路径跟踪控制。文中提出了一种基于模型预测控制(MPC)的差动转向与主动转向协同路径跟踪控制方法,建立了车辆三自由度动力学模型,设计了前轮转向角和整车直接横摆力矩的滚动优化控制律来追踪规划路径,有效解决了控制器设计面临的动力总成和转向角执行约束挑战。仿真结果表明,该控制方法能够很好地跟踪目标轨迹,并且与单一线控转向控制相比可以获得更好的结果。     

汽车线控转向系统的应用和发展

结合几种传统的助力转向系统，介绍了汽车线控转向系统体系构成、工作原理和它所应用的关键技术，总结了其性能特点以及现阶段开发应用的主要问题，指出了线控系统的优点和应用前景，展望了其研究发展趋势。     

基于遗传算法优化的汽车主动转向控制研究

针对汽车线控主动转向行驶稳定性问题,对汽车线控主动转向的控制策略和控制方法进行了研究;并对汽车的动力学模型进行了建立及简化;利用遗传算法可以克服BP网络收敛速度慢和极易陷入局部极小值等特点,提出了一种基于遗传算法优化BP神经网络的线控转向系统。通过选择典型工况,利用Carsim和Matlab/Simulink联合仿真平台对不同的控制方法进行了仿真验证。研究结果表明,基于遗传算法优化的BP网络控制对汽车主动转向控制效果较好,能使实际横摆角速度对理想的横摆角速度实现很好的跟踪,并显著提高了汽车行驶稳定性。     

无轨胶轮车主动转向控制策略仿真研究

为解决无轨胶轮车转向系统转向沉重、稳定性差、能耗高等问题,引入线控主动转向系统。通过Car Sim建立线控转向整车动力学模型,采用横摆角速度反馈控制策略,在Simulink中搭建控制框图。最后通过对开路面实验和双移线实验仿真,并与传统转向系统进行对比分析,结果表明,线控主动转向系统可显著改善无轨胶轮车的转向特性。     

浅析汽车线控转向系统

汽车转向性能作为汽车的重要性能之一,在很大程度上影响着驾驶员对于汽车的操控稳定性。如何才能够对汽车线控转向系统进行合理的设计,确保汽车拥有良好的操纵性能,一直以来,都是设计师研究的重点。本文首先阐述了线控转向系统的优势;其次分析了线控转向系统的基本结构与工作原理;最后探讨了线控转向系统的前景展望,希望能够起到抛砖引玉的作用。     

线控转向前轮转角控制策略研究

针对线控转向技术中汽车高速转向的稳定性问题,采用基于理想传动比的前馈和基于状态跟踪的反馈补偿的控制策略对前轮转角进行了研究,以确定不同车速下的最佳前轮转角,实现车辆的安全转向。前馈控制中理想传动比是采用分割速度区间的方法确定,反馈补偿控制是采用以横摆角速度和质心侧偏角为状态变量的线性二次最优控制,并运用虚拟样机技术,在高速、低附着路面工况下进行联合仿真,验证了控制策略的可行性和稳定性。