建模及控制研究

《建模及控制研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、电动助力转向系统的建模及控制研究国家自然科学基金项目［50275045］和安徽省“十五”攻关项目［0101201习王其东杨孝剑陈无畏合肥工业大学机械与汽车学院［摘要］本文介绍了基于笛卡儿坐标的电动助力转向系统的多体动力学模熨，并联合轮胎转向模型及整车二口由度转向模型，建立了用于汽车转向特性分析的动力学模型。在该模型基础上采川PD控制器对电机助力进行控制，仿真结果表明，该方法初步解决了转向轻与灵的问题。为以后进一步的控制研究和设计制造奠定了基础。关键词：电动助力转向，多刚体系统，PD控制StudyonModelingandSimulationofElectronicPowerS

2、teeringSystemWangQidongYangXiaojianChenWuweiInstituteofMechanicalandAutomobileEngineering,HefeiUniversityofTechnology［Abstract］ThispaperpresentsadynamicmodelofelectronicpowersteeringsystembasedontheprincipleofrigidbodysystemusingDcscartcs-Coordinatcsmethods・Associatingthismodelwiththesteeri

3、ngmodeloftireandtwo-freedomsteeringmodelofvehicle,thispapergetsacompletemodelwhichcanbeusedintheanalysisofsteeringpropertyofcar.Baseonthecompletemodel,thispaperappliesaPDcontrollertoadjusttheassistanttorque,thenthepurposeofportabilityandsensitivenessisachieved.Allthisworkspavethewayoffurthe

4、rstudiesandproducingofelectronicpowersteeringsystemKeywords:Electricpowersteering,Multi-bodySystem,PD-controller1—刖吞电动助力转向系统EPS(ElectronicPowerSteeringSystem)是—种动力转向系统。主要由扭矩传感器、车速传感器、电控单元(ECU)、电机及减速、离合装置组成。车速及转向柱扭愆信号经A/D转换后被送往ECU,ECU根据预先设计好的控制程序给电机发出指令，使汽车在不同车速卜.获得不同的助力特性。理论研究和实验都证明，EPS比传统的

5、机械——液压动力转向系统具有更高的可控性⑴，驾驶更轻便，转向更灵敏，能提高主动安全性，节约燃料。且-整个系统零件数目相对较少，装配性能好，因此，在轻型汽车及混合动力汽车等领域有广泛的应用前景⑵。动力学模型的建立是进行电动助力转向系统研究的前捉，也是设计和制造电动助力转向器的基础。由于该系统屮构件较多，且受到复杂的运动约束和力约束，如何建立一个包含轮胎模型在内的既准确乂可行的动力学模型是一直困扰着研究人员的难题。传统的建模方法是把前轮和转向机构向转向柱简化⑶，这种方法样可以容易地建立起系统的方程，但转向系绕转向柱的等效转动惯最、等效阻尼系数等参数的求解相当困难，往往需要通过试验

6、获得；且山此建立的方程是线性方私回避了转向系中输入与输出间的非线性关系以及轮胎转向模型的非线性。本文借助多刚体系统动力学理论，对与独立悬架配用的齿伦一齿条式电动助力转向系统进行建模，有效地解决了上述问题。控制策略的确定也是研究开发EPS的重要环节，尽管有很多控制方法可供选择，但人量的工程实际问题表明，常规的PD或PID控制器结构简单、工作稳定，比较适合应用在EPS的实际控制屮。本硏究在建立系统多体动力学模型电动助力转向系统的建模及控制研究国家自然科学基金项目［50275045］和安徽省“十五”攻关项目［0101201习王其东杨孝剑陈无畏合肥工业大学机械与汽车学院［摘要］本文介

7、绍了基于笛卡儿坐标的电动助力转向系统的多体动力学模熨，并联合轮胎转向模型及整车二口由度转向模型，建立了用于汽车转向特性分析的动力学模型。在该模型基础上采川PD控制器对电机助力进行控制，仿真结果表明，该方法初步解决了转向轻与灵的问题。为以后进一步的控制研究和设计制造奠定了基础。关键词：电动助力转向，多刚体系统，PD控制StudyonModelingandSimulationofElectronicPowerSteeringSystemWangQidongYangXiaojianChenWuweiInsti