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。     

汽车多增益融合线控转向传动比及防侧翻控制

转向传动比是汽车操纵稳定性及主动安全性的重要影响因素,理想转向传动比忽略转向执行机构影响,仅考虑汽车单一运动稳定性,难以实现汽车主动转向防侧翻实际要求。考虑线控转向执行机构动力学特性,提出融合汽车横摆、横向及侧倾运动增益的线控转向传动比,设计多增益融合转向传动比的主动转向防侧翻控制策略。建立线控转向系统模型,分析线控转向系统动力学特性;由汽车系统动力学理论求解横摆运动、横向运动及侧倾运动的转向传动比增益,采用遗传算法进行不同工况的转向传动比优化,获得多增益融合线控转向传动比;根据典型工况汽车稳定性分析规律,设计多增益融合线控转向传动比的汽车主动转向防侧翻控制策略。实例仿真结果表明,多增益融合线控转向传动比能同时改善车辆低速转向灵活性和高速转向稳定性,设计的控制策略在绊倒型及非绊倒型工况均能够有效地防止汽车侧翻,减少控制器对驾驶员转向意图的干预。     

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。     

一种满足线控转向系统转角控制的电路架构

鉴于汽车转向系统直接影响着汽车操纵的稳定性、驾驶舒适性和主动安全性,引入新一代的线控转向系统,该线控转向系统取消了转向盘与转向轮之间传统的机械联动。比较了线控转向系统与传统转向系统的特点。主要介绍了线控转向系统的结构、工作原理、关键部件和转角控制总成电路架构,分析了转角控制总成研究的目的与意义。讨论了线控转向系统在未来发展中仍需要解决的相关问题,包括安全可靠问题、成本问题和控制策略问题等。     

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。     

汽车线控转向控制技术的应用研究

汽车线控转向控制技术去除了汽车中转向车轮、方向盘之间的机械连接,这一技术的推行有效提升了汽车整体性能,确保车辆操控的稳定性和安全性,有效减轻驾驶员的驾驶负担,是目前汽车领域研究的热点。文章针对汽车线控转向控制技术的组成、性能进行了简要分析,探讨汽车线控转向控制关键技术以及具体的应用。     

汽车线控转向关键技术浅析

汽车线控转向系统(Steer by Wire, SBW)在电动助力转向系统(Electric Power Steering, EPS)基础上,不仅具有结构精巧、节能环保、安全舒适等优点,还取消了转向盘与转向轮之间的机械连接,完全由电信号进行转向操作,摆脱了传统转向系统的各种限制。不仅可实现自由设计汽车转向的力传递特性和设计汽车转向角传递特性,还可以通过设计控制算法实现智能化车辆转向。最后,SBW系统相较于传统转向系统更加节省安装空间,重量更轻,更具有可靠性和安全性。     

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。     

线控转向车辆可变角传动比特性的研究

针对线控车辆的操控性能改善问题,对线控转向系统可变角传动比特性的优化设计方法进行了研究。基于客观的车辆操纵稳定性指标多目标评价函数,结合"驾驶员-车-路"闭环系统双移线工况仿真实验结果分析,确定了不同车速对应的最优角传动比;在此基础上,考虑车辆非线性横摆角速度增益特性对驾驶员转向操作的不利影响,分析了角传动比随转向盘转角变化的特性;对固定角传动比系统和可变角传动比系统的线控车辆,分别进行了双纽线和双移线两种典型转向工况下的仿真对比实验。实验及研究结果表明:相比于传统固定角传动比系统,具有角传动比可变优化特性的转向系统不仅能改善车辆低速转向灵敏性和中高速路径跟随性能,还能有效减小驾驶员的转向操作负担。     

侧面叉车线控液压转向系统的设计与仿真

随着线控转向技术的发展,线控转向技术与液压技术结合的线控液压转向系统将改善车辆的转向性能。针对侧面叉车的行驶特点,设计了侧面叉车的线控液压转向系统,在分析系统工作原理基础上,建立了转向系统数学模型;提出了模糊PID控制策略,利用AMESim和Simulink对系统进行联合仿真,仿真分析结果表明,采用模糊控制系统的动态响应性能有明显提高,抗外部干扰能力加强,转角的跟随性较好,转向系统的响应速度达到了车辆实际的要求,为线控液压转向技术在叉车上的推广应用提供理论指导。     

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。     

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。     

煤矿铰接车辆线控转向技术综述

线控转向是提高煤矿铰接车辆在复杂环境灵活稳定运行的一项前沿基础技术,不仅能够提升铰接车辆转向性能,还是未来实现智慧矿山无轨辅助运输系统智能化、无人化的核心技术。针对铰接车辆线控转向技术,分析了线控转向系统的发展现状,阐述了线控转向系统应用于煤矿铰接车辆的优势,指出在应用过程中的痛点和难点;分别对线控转向系统的电液控制以及执行元件等在节能性和控制精确性等方面进行研究,归纳总结出适用于煤矿铰接车辆的电液泵控和电液阀控两大主流技术,分析对比了两种技术的原理和特点;聚焦铰接车辆线控转向的五大关键技术,提出了实现关键技术的路径;探讨了节能性、容错性、控制精度在未来的发展趋势。旨在通过对线控转向技术的研究,为煤矿铰接车辆转向性能的优化和实现自主行走提供科研思路,为更快地实现智能化无轨辅助运输打好扎实基础。     

民机舵机控制系统设计

阐述了现代电传操纵的舵机控制系统,包括系统的工作原理、硬件组成、软件设计,重点对其双支路设计、工作模态、基于FPGA的故障监控进行研究实验。通过测试实验表明,提出的舵机控制系统是有效的、具有实用价值的。     

城市地下综合管廊巡检小车全转向系统研究

城市地下综合管廊内部紧凑,线路长且交叉路段多,采用人工巡检效率低且安全隐患较大,为了实现城市地下管廊实时全方位无盲区探测,提出了一种基于轮毂电机的巡检小车全方位转向机构,包括四轮转向机构、全方位转向机构、转向切换装置以及相关控制系统;并分析了其基本构成及工作原理,在ADAMS中通过运动学分析得到车轮转向曲线,基于MATLAB/Simulink建立驱动系统控制模型。该全转向系统可以有效完成四轮转向、零半径转向、横向移动三种转向功能,比传统四轮巡检小车转向更加灵活,结构简单,具有广阔的应用前景。     

汽车非线性液压转向系统控制策略研究

在分析了汽车非线性液压转向系统工作原理的基础上,建立了液压转向系统的数学模型,设计了控制系统的模糊控制算法和模糊自适应PID控制算法。通过考虑汽车转向系统的各种非线性因素,在AMESim和Simulink中建立了与实际线控液压转向系统相吻合的联合仿真模型,通过仿真计算出油缸在不同控制策略下的响应速度。结果表明,在相同的输入信号下,模糊自适应PID控制与模糊控制相比,其响应速度大约提高了0.3 s,与无控制策略相比,其响应速度大约提高了1 s左右。     

基于AEMSim的汽车液压限位卸载转向系统的设计及仿真

该文在分析常用转向系统的结构原理和技术特性的基础上,设计了一种转向极限状态卸荷的液压系统,诣在解决常用液压转向系统机械杆系受力变形、轮胎磨损、液压元件烧坏等不利问题,提高转向系统的操纵稳定性和安全性。基于多学科领域复杂系统建模仿真平台AMESim软件建立汽车液压转向系统的仿真模型。仿真结果表明:系统可解决一些常用转向系统的机械杆系受力变形等问题,有效提高了转向系统的安全性和汽车操纵稳定性,具有一定的经济系效益和安全效益。     

卡车转向轻便性仿真分析与评价技术

讨论了操纵装置力学特性的人机工程学要求。针对卡车转向沉重问题,应用ADAMS/Car建立了卡车整车多体动力学模型,并进行了转向轻便性仿真试验。仿真分析结果表明,卡车转向盘力输入特性满足人机工程学设计要求,具备较好的转向轻便性。     

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。     

履带车辆无线遥控变量系统的设计

为实现车辆操控的方便性，以履带车辆纯机械液压变量系统为基础，提出一种新型无线遥控电液伺服变量控制系统。基于无线传输易被干扰出现乱码的情况，设计了无线遥控指令信号的生成方法，介绍了硬件电路和电液伺服系统的原理及组成。考虑到无人驾驶对液压系统响应的快速性要求，以提高电液伺服系统的响应速度，在AMESim中完成对液压伺服系统建模，分析了活塞和高频响比例伺服阀结构参数对电液伺服系统响应速度的影响，找到了提高响应快速性的几个重要影响因素，为无线遥控变量液压系统设计奠定了理论基础。实验证明方案可以实现无线遥控的功能。