汽车线控转向体系补偿控制理论研究和验证

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1、汽车线控转向体系补偿控制理论研究和验证第1章绪汽车工业及其相关产业的水平是当代社会和经济发展的重要评价指标。从汽车产生的那一天起，人们提高生活水平的愿望就在汽车的动力性的体现上，作为一种代步工具，汽车的最高速度和加速能力至今也是重要的性能评价指标。但是随着社会经济的发展，当今对于车辆的使用更加广泛，仅在乘用车方面，单纯的速度要求已经不能满足人们对于车辆的全部需要，更不能满足各种排放和交通法规的要求。在全球环保意识不断增强的今天，世界和各国各地区都提出了汽车尾气的法规，我国也正在分步提高对汽车排放的要求，无论在汽油车还是柴油车上都在通过燃烧方法改进和尾气后处理两个方面双管齐下；同时

2、面对资源的大量消耗，除了提高燃烧效率的各种方法，包括汽油机的直喷技术的应用，新能源汽车的研发已然成为各大汽车厂商和各个国家科研院所的重点研究方向，并伴有前所未有的资金和技术投入；对于汽车安全性，尤其是主动安全方面，防碰撞系统、变道辅助系统和制动力和牵引力的分配控制，豪华汽车上更会在座椅上对于驾驶员提出警告；对于舒适性，在传统悬架寻求机械结构上的突破之外，各种电控/气动主动/半主动悬架正在乘用车和客车上开展应用；对于操纵性，不论是人们对于驾驶的热爱，还是对驾驶本身难度的要求，都促使着电子电气设备大量应用在汽车领域。随着汽车相关技术的突飞猛进，世界各大汽车厂商和零部件供应商对于车辆上

3、可以想到的每个部件都进行了富有创意且价值重大的改革。电子电气技术的不断进步使得一些行业前沿的研究人员甚至把视角放在的主动车方向，将车辆转化为可以自动行驶的机器人。进入二十一世纪第二个十年，面临世界经济发展速度放缓和衰落的情况下，汽车产业仍然担负着重要的经济发展动力的责任，同时只有加强先进电控技术的应用，才能适应当今世界发展对于车辆性能的要求[1]。本文在汽车行业发展愈加注重电子电气技术应用的背景之下，为了提高汽车的操纵性能，结合课题组研究资源和国家自然科学基金项目线控转向系统操纵杆及其双向控制方法研究（项目编号：51105165）和线控汽车底盘控制方法和关键技术研究（项目编号：5

4、0775096），针对线控转向系统控制方法开展了深入研究。转向系统的改进是提高汽车驾驶操纵性的重要方式，进而会提高驾驶员驾驶乐趣、减少疲惫可能引起的安全性问题。而汽车转向操纵系统应运而生的发展为电动助力转向和电动液压助力转向。这种液压助力或者电动助力的应用大大减轻了驾驶员的负担，同时提高了驾驶员驾驶能力不变时对于同一辆汽车的操纵能力。结合车辆上其他控制系统的应用，更好的驾驭转向系统也可以在一定程度上提高车辆的其他性能，不但因为驾驶员可以将更多的精力放在油门/制动踏板、手动变速箱、路况信息等方面，还会因为转向系统集成于底盘控制系统中而提高整车性能。也正是为了加强转向系统和电子电气技

5、术结合后的优势，本文针对汽车转向系统的线控转向方式，取消传统转向系统的机械连接，不单可以更大范围的提高驾驶员对于车辆的操纵能力和对于车辆和地面接触情况的感知，更可以在一定程度上提高被动安全性和合理布置发动机舱，在汽车底盘电控系统的集成控制中更可以体现其优势。因此本文研究线控转向（Steer-by-S(ManualSteering)使用时，不但电子设备，液压助力设备也没有开展广泛的应用，只能达到基本要求。随着汽车工业兴起，在二十世纪最初几年，液压助力转向系统HPS(HydraulicPobrusterE.Zimmer,M.Lehmann,etal.ModularisationofS

6、afetyControlforX-By-ultiapplication-Platforms[C],SAE2008-01-0113.[3]MasatoSuzumuraTakahiroKojo,YoshiakiTsuchiya,etal.DevelopmentoftheActiveFrontSteeringControlSystem,ProceedingofAVEC04[C].2004.[4]张翔.论中国电动汽车产业的发展[J].汽车工业研究,2006,(2):2-12.[5]NevilleA.StantonPhilipMarsden.FromFly-by-].西安：西北工业大学出版

7、社,2007.[8]MotokiShinoShunsukeicro-ScaleElectricVehicleUtilizingSteer-by-,ProceedingofAVEC02[C].02,2002.[9]邹文.燃料电池电动汽车车载大功率DC/DC研究[D].武汉：武汉理工大学自动化学院,2007[10]SanketAmberkarFarhadBolourchi,JonDemerlyetal.AControlSystemMethodologyforSteer-by-s,SA