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线控转向匹配分析与控制策略研究

杨新诺  
【摘要】:随着人们对汽车安全性、舒适性、经济性的不断追求,汽车线控转向系统被普遍认为是下一代汽车转向系统。汽车线控转向系统取消了转向盘和转向轮之间的机械连接,完全摆脱了传统转向系统的各种限制,不但可以自由设计汽车转向的力传递特性,而且可以设计汽车转向的角传递特性,给汽车转向系统的设计带来无限的空间。 本文首先介绍了线控转向系统的发展状况,并介绍了线控转向系统的结构及其关键技术;然后对线控转向系统的安全性、可靠性进行分析,提出了线控转向系统的硬件和软件总体结构。 第三章对转向车轮的侧偏特性进行分析,建立整车二自由度模型,导出轮胎回正力矩公式,以此作为线控转向系统的转向路感,在引用转向车轮外干扰抑制控制器的条件下,提出线控转向系统车辆横摆角速度的控制方法,匹配整车参数,并进行仿真分析。 第四章以车辆横摆角速度为控制目标,对模糊控制算法进行研究。首先对线控转向系统进行简单模糊控制器的设计,然后提出一种参数自整定模糊—PI控制,将它作用于第三章所建立的汽车动力学模型上,设定汽车行驶速度,对汽车常见工况进行模拟,得出仿真结果图,分析比较了加入自整定模糊—PI控制策略后,横摆角速度与方向盘转角之间能够很好地保持车辆系统理想的横摆角速度增益值这个比例关系,使车辆的可控性增强,进一步提高车辆的主动安全性。 第五章探讨了虚拟环境下线控转向系统的设计方法。阐述了虚拟现实技术的特点,讨论虚拟设计在线控转向系统中的应用,并分析了虚拟环境下线控转向的人—车—路闭环仿真系统及其关键技术。 文中最后对前述内容进行总结,并对存在的问题和需要进一步改进的地方进行了分析和讨论。


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