【摘要】：
随着汽车行业的发展,汽车电动助力转向系统(简称EPS系统)成为科研人员的重点研究对象。EPS系统可根据方向盘扭矩和车速等参数调整转向助力,提高了汽车高速行驶时的路感以及低速行驶时轻便性,同时降低了不平路面及系统内部等因素对转向系统的影响,提高了汽车操作的稳定性和安全性。...
【摘要】：
随着汽车行业的发展,汽车电动助力转向系统(简称EPS系统)成为科研人员的重点研究对象。EPS系统可根据方向盘扭矩和车速等参数调整转向助力,提高了汽车高速行驶时的路感以及低速行驶时轻便性,同时降低了不平路面及系统内部等因素对转向系统的影响,提高了汽车操作的稳定性和安全性。首先,对EPS系统的组成结构和工作原理进行了详细阐述,对EPS进行了受力分析,建立EPS各组成部件的动力学模型,包括方向盘模型、传感器模型、助力电机模型和齿轮齿条转向器模型,为控制策略分析奠定了基础。其次,本文对直线型、折线型和曲线型助力特性曲线特点进行研究。在此,本文选用直线型助力特性曲线,对直线型方程式相关参数进行设置,根据驾驶员转向特性设计直线型助力特性曲线。本文对EPS控制策略进行研究,采用了助力、回正和阻尼控制。助力控制采用SMC控制和PID控制算法,通过仿真实验对比,分析两种助力控制策略的助力特性。对于方向盘回正操作时存在回正不足和回正超调现象,本文采用PID控制算法解决,并进行相关实验验证。此外,为了防止高速行驶时转向过于轻便,本文采用反向电流的阻尼控制方法。然后,利用MATLAB/Simulink软件对EPS结构和控制策略进行仿真模型的搭建。然后在CarSim软件中设定整车参数设置,道路环境,输出、输入参数和仿真工况。之后,完成CarSim和Simulink联合仿真模型连接之后进行转向轻便性、转向动态特性、回正和阻尼控制的实验验证。最后,针对本文所采用的助力控制策略和回正控制策略,应用硬件在环实验台对研究的控制策略进行实验验证,包括转向轻便性实验、低速和高速回正实验。