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线控转向硬件在环实验台开发及控制算法研究

田承伟  
【摘要】: 汽车线控转向系统是一种新的、复杂的高级电子系统,目前还没有达到机械或液压部件那样可靠的程度,且控制逻辑和算法(包括汽车参数和状态估计故障诊断、容错)极其复杂,因此,必须对线控转向系统的硬件和软件在实验台上进行充分的测试,方可进行实车实验。因此,硬件在环实验台在线控转向系统开发及研究中是不可缺少的。硬件在环实验是汽车部件开发设计的重要环节。通过硬件在环实验,可以适时了解所开发部件的各项性能指标,以便进行改进。最终得到满意的性能。 本文详细介绍了自行设计搭建的线控转向系统硬件在环实验台的方案及相关组成系统。硬件在环实验台的搭建,为以后对线控转向系统的深入研究打下了坚实的基础。路感模拟算法和转向控制算法是线控转向系统的主要控制算法。路感模拟是驾驶员感知路面状况的直接手段,其准确与否直接关系到驾驶员能否对车辆进行准确的控制,因此,本文从阻尼算法和回正算法两方面对其进行了研究。在驾驶过程中,保证汽车的转向增益不随车速和转向盘转角变化将会在很大程度上减少驾驶员对车辆特性变化的补偿,降低了驾驶汽车的难度,减轻了驾驶员负担。因此本文设计了一种可变的理想转向传动比,使汽车的转向增益在稳态意义上保持不变。保证汽车转向的增益不变的理想传动比是稳态意义上的控制,但汽车实际行驶中经常处于动态过程。因此,本文提出了在稳态控制基础上的基于汽车状态反馈的动态校正控制算法。动态校正控制算法包括横摆角速度反馈控制以及横摆角速度和侧向加速度综合反馈控制(简称综合反馈控制)。在驾驶模拟器上对上述控制算法进行了实验研究,并进行了对比分析。 通过上述研究,搭建了研究线控转向系统的平台,确定了汽车线控转向系统的路感模拟算法和转向控制算法,为线控转向系统实车实验打下了坚实的基础。


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