电动助力转向系统阻尼特性分析及测试方法

电动助力转向(Electric Power Steering,EPS)在提供转向助力、减轻驾驶员操纵负担的同时,也能够提高汽车转向性能和驾驶舒适性,进而提高汽车的主动安全性。建立EPS系统仿真验证平台,分析阻尼补偿控制对汽车转向性能影响,结果表明阻尼补偿控制通过设定阻尼补偿控制系数,可改善EPS动态响应及回正性能。提出EPS系统阻尼特性测试方法,准确获得转向系统阻尼系数,为EPS阻尼补偿控制系数的设定提供参数依据。     

基于ADAMS的EPS系统的控制与仿真

通过建立EPS系统的动力学方程,在ADAMS/Car模块建立多体动力学整车模型,并利用MATLAB/Simulink建立两种控制算法下的仿真模型,并对汽车不同行驶工况下的操纵稳定性进行了仿真分析。对比分析结果表明:配备EPS系统的车辆在低速回正工况下具有较好的操纵稳定性,改善了汽车的安全行驶性能,同时模糊PID控制比传统的PID控制更能使系统获得最佳的转向助力。     

电动助力转向系统H_∞鲁棒控制及其对操纵稳定性影响研究

针对电动助力转向(EPS)系统动态特性的要求,在考虑系统路面干扰、传感器噪声等不确定性因素的基础上,设计了一种基于H∞鲁棒控制的电动机电流H∞鲁棒控制器。建立了包括三自由度车辆模型及EPS系统模型的综合控制模型,并将汽车操纵稳定性、驾驶员路感以及EPS系统鲁棒性能作为控制目标构建了系统仿真模型。对所建立的电动助力转向系统与无助力转向系统进行了对比仿真,结果表明,所设计的H∞鲁棒控制器不仅对传感器噪声和路面干扰有明显地抑制效果,同时也能保证驾驶员拥有良好的路感,并明显地改善了汽车在高速行驶时的操纵稳定性。     

基于虚拟样机技术的EPS仿真分析

在虚拟样机和Simulink软件中建立了电动助力转向系统的动力学模型,运用PID控制方法控制助力扭矩,通过动力学模型与Simulink软件中的控制模块结合起来,对车辆的操纵稳定性进行联合仿真分析。仿真结果表明,建立的模型和联合仿真分析是有效的,为电动助力转向系统的仿真研究提供了一种行之有效的方法,说明EPS可以明显改善车辆方向盘角阶跃输入的瞬态响应特性。     

载货汽车EPS系统粒子群优化模糊控制仿真分析

提出了一种基于粒子群优化模糊控制的载货汽车EPS系统控制策略,在完成载货汽车EPS系统总体设计的基础上,结合驾驶人转向操纵主观感受及对路感的要求设计了助力特性曲线,建立了转向系模型,7自由度整车动力学模型,直流电动机模型,以直流电机电流作为控制目标,采用粒子群优化模糊控制策略,以MATLAB/Simulink作为仿真平台,以自卸货车为研究车型建立了装备EPS系统的载货汽车仿真模型。仿真实验结果表明:与传统模糊控制相比较,粒子群优化模糊控制能够有效地提升载货汽车EPS系统的整体动态响应,并且取得了良好的转向轻便性和操纵稳定性。     

基于ADAMS与MATLAB的EPS联合仿真应用与试验

应用MATLAB与ADAMS软件的各自优点,进行联合仿真,可以提高设计效率。降低研究成本。介绍了联合仿真原理和步骤,以及将基于ADAMS的整车模型和基于MATLAB的EPS控制系统模型进行针对汽车操纵稳定性的联合仿真试验,研究了EPS对汽车操纵稳定性的影响。     

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。     

分布式驱动电动汽车EPS设计与联合仿真研究

针对汽车转向的轻便性和稳定性问题,对分布式驱动电动汽车EPS进行了研究。设计了助力电机电流的模糊PID控制算法,建立了以Adams/Car为平台的分布式驱动电动汽车模型,提出了一种基于Car和Matlab/Simulink的机电一体化联合仿真方法,利用联合仿真模型的闭合控制回路对分布式驱动电动汽车的转向轻便性进行了双移线工况仿真,对操纵稳定性进行了转向盘角阶跃输入和低速转向回正仿真试验,分析了转向盘力矩、横摆角速度和车辆侧向加速度响应曲线。仿真研究结果表明:EPS控制下转向轻便性和操纵稳定性分别提高35.5%和13.9%,与PID控制相比,所设计的模糊PID控制提高了汽车转向综合性能。     

基于功能分配与多目标模糊决策的EPS和ESP协调控制

建立7自由度整车模型和汽车电子稳定性程序(Electronic stability program,ESP)与电动助力转向系统(Electric power steering,EPS)功能分配协调控制模型,对ESP应用参数自整定模糊PID控制,对EPS运用H∞鲁棒控制,并进行功能分配控制器的设计,功能分配控制器通过运用多目标模糊决策来决定ESP与EPS控制器的功能分配系数,从而实现功能分配控制。基于Matlab/simulink软件,在双移线工况下进行仿真。仿真结果证明,所建立的ESP与EPS功能分配控制模型与控制策略能够明显改善车辆在高速紧急转向下的操纵和侧向稳定性。进行硬件在环试验,试验结果和仿真结果一致。     

电动助力转向控制及对操纵性能影响研究

结合EPS的结构和动力学特性,建立了EPS的动力学方程,采用PID控制和模糊控制方法分别对电机进行助力和回正控制,并结合三自由度的整车模型和Fiala轮胎模型建立了EPS整体仿真模型。分析了PID控制和神经网络控制对EPS整体系统的影响。     

基于虚拟样机的汽车助力特性仿真分析

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折线型助力特性,按照国家标准进行了操纵稳定性评价中的转向轻便性实验,并应用均匀设计和回归分析的方法,对助力特性的折点位置,以及对汽车转向轻便性的影响进行了分析,引入了操纵稳定性评价体系和回归分析的方法,建立了折点位置与操纵稳定性得分的评价方程,为选取EPS折线型助力特性曲线提供了依据.     

电动助力转向系统随动特性仿真

电动助力转向系统（Electric Power Steering,EPS）必须随时根据驾驶员的操作,提供渐进随动的转向助力动作,所以系统必须有很高的跟踪性和很好的稳定性．在对EPS的工作原理和力学模型分析的基础上,建立EPS系统仿真模型,设计出一种模糊自适应PID（Proportion—Integral—Derivative）控制器,有效地改善了传统PID控制器的不足．通过仿真表明,这种模糊自适应PID控制器与传统PID控制器相比,具有更好的跟踪性和稳定性．     

汽车电动助力转向系统特性及其与整车性能的匹配研究

分析了汽车电动助力转向（EPS）系统的结构及其动力学特性,建立了线性三自由度汽车模型及其与EPS系统的集成数学模型;采用自适应模糊神经推理系统确定助力电机的目标电流,采用自适应单神经元PID控制器跟踪助力电机的目标电流,通过台架试验数据来训练模糊神经网络,确定不同行驶工况的转向助力值。通过仿真计算,研究了EPS系统与整车操纵性能的匹配关系及EPS系统主要参数的设计原则,为EPS系统的结构参数和控制参数的优化设计提供了依据。     

基于LMI的EPS干扰抑制控制器的设计

电动助力转向(EPS)系统工作过程中存在量测噪声、非线性摩擦和路面扰动。为抑制这些干扰因素对EPS系统和汽车操纵稳定性的影响,建立了EPS非线性动力学模型。引入H∞控制算法,并结合线性矩阵不等式(LMIs)方法设计了最优H∞动态反馈控制器,采用三自由度整车模型进行控制器的仿真验证。仿真分析结果表明,在所设计的控制器的作用下,路面扰动对汽车质心侧偏角和横摆角速度的影响分别减少了63.4%和68.7%。     

基于CarSim的悬架与转向系统仿真模型开发

利用车辆动力学建模仿真软件CarSim联合Matlab/Simulink建立了电动助力转向(EPS)和半主动悬架(SAS)系统仿真模型。将车辆底盘EPS和SAS系统分为4个模块单独建模,结合CarSim系统模型,构架出一个完整的车辆模型。模型的各个模块相互独立,便于构建硬件在环仿真系统,研究EPS和SAS系统各部分对车辆操纵稳定性和行驶平顺性的影响情况。仿真结果表明:开发的EPS和SAS系统仿真模型能够实现提供转向助力和调节悬架阻尼力的作用。     

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。     

城市电动物流车EPS系统模糊PID控制策略研究

EPS系统性能的优劣关系到汽车驾驶的能量损耗、舒适性和安全性,传统PID控制参数很难改变,故系统不能很好地适应各种工况的助力要求。针对实验改装的城市电动物流车的EPS系统,为了提高其转向性能,采用模糊PID的控制方式对EPS系统进行控制。利用Matlab/simulink软件在不同车速下进行系统仿真,结果表明:只输入阶跃信号时,模糊PID控制方式的超调量约为传统PID的47%,调整时间约为传统PID的50%;存在干扰信号时,模糊PID控制系统恢复到之前的稳态所需时间相比于传统PID缩短了52%。所以,模糊PID控制策略能更好的控制助力电机工作。     

C—EPS，S-EPS，P—EPS浅析

理想的汽车助力转向系统不仅要求操纵轻便和灵敏．而且要求驾驶员有良好的“路感”。汽车采用EPS技术可以在汽车高速行驶时降低助力甚至于增加阻尼达到增加转向手力的目的,使驾驶员在高速行驶时操纵方向盘有沉重感,不再有发飘的感觉。汽车采用EPS技术以后,由于采用了回位控制,可大大减轻摆头现象。改善了汽车的操纵稳定性。还可减轻转向系统重量,有助于整车轻量化。     

基于功能分配的EPS与ESP集成协调控制

考虑汽车电动助力转向系统(Electric power steering,EPS)与电子稳定程序(Electronic stability program,ESP)系统之间耦合动力学关系,在整车7自由度模型基础上建立高阶非线性动力学模型。分别对两系统设计局部最优控制器,对EPS设计为自回正力矩补偿的模糊自适应比例积分微分(Proportion integration differentiation,PID)控制器,同时引入助力转矩变化率负反馈实现阻尼控制,对ESP设计为变加权值的滑模控制器。为进一步提高整车全局控制性能,基于功能分配原理对两子系统控制输出量进行功能协调分配,采用模糊控制策略对EPS与ESP的功能分配系数进行优化选择。基于Matlab/Simulink软件,对此功能分配协调控制系统进行仿真,并采用硬件在环系统构建功能分配的两系统试验平台,进行道路模拟试验。结果表明,提出的控制策略较子系统单独控制、不加控制时均能够取得更好的效果,明显改善汽车行驶时的操纵安全性和侧向稳定性。     

基于随机次优控制的汽车电动助力转向与主动悬架集成控制

将汽车电动助力转向系统(EPS)模型、转向模型和主动悬架系统(ASS)模型相结合，建立了整车系统的动力学模型。设计了输出反馈随机次优控制策略，实现了汽车EPS和ASS的集成控制。在Matlab／Simulink环境下进行了仿真计算，仿真结果表明，采用所提出的集成控制策略，不仅能有效改善EPS的轻便性，而且使得ASS具有很好衰减路面振动、抗侧倾和抗俯仰的能力，从而显著提高了汽车操纵稳定性、安全性和平顺性等综合性能。