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线控转向路感模拟及传动比特性研究

从光好  
【摘要】:线控技术改变了汽车的结构和控制方式,极大地推进了汽车的集成化、轻量化、网联化和智能化。汽车线控转向系统是继电动助力转向系统之后出现的一种新型转向系统,其打破了常规转向系统机械结构的束缚,更加节能、环保和高效,符合了“中国制造2025”时代发展的要求。因此,对汽车线控转向系统的研发具有重大的理论意义和工程应用价值,本文主要针对线控转向系统中路感需要模拟产生的问题展开了研究。首先,对线控转向系统的结构和工作原理进行了介绍,并利用CarSim和MATLAB/Simulink软件分别建立了整车模型和线控转向系统动力学模型,为后面进行控制策略的研究和仿真分析打下基础。其次,对路感模拟控制策略进行了研究。通过考察转向盘力矩特性的影响因素,提出了一种转向盘力矩模型,并利用驾驶员偏好转向盘力矩的试验数据对模型中的参数进行了辨识。采用单神经元自适应PID控制算法对路感电机进行控制,并通过仿真分析验证了所提出转向盘力矩模型的有效性。此外,还对线控转向系统的变角传动比特性进行了研究,设计了基于汽车横摆角速度增益不变的变角传动比,并进行了仿真分析。最后,根据路感模拟控制系统的功能要求,对路感模拟控制器的硬件电路和软件程序进行设计。为验证所设计路感模拟控制器和控制策略的有效性,加工并搭建了线控转向系统硬件在环仿真平台。选取不同的工况进行了硬件在环仿真试验,试验结果表明所本文所采用的路感模拟方法能够给驾驶员提供良好的路感。


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