基于adams的电动助力转向系统仿真分析

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1、维普资讯http://www.cqvip.com基于ADAMS的电动助力转向系统仿真分析陈丽，唐新蓬，钱留华(华中科技大学，湖北武汉430074)SimulationAnalysisofElectricPowerSteering(EPS)SystemBasedonAI)AMSCHENLi·TANGXing—peng．QIANLiu—hua(HuazhongUniversityofScienceandTechnology，Wuhan430074，China)摘要：利用ADAMS／Controls模块将AD

2、AMS测更容易，装配自动化程度更高．且可通过没置不同的动力学模型与Matlab的控制模型结合起来，对汽的程序，快速与不同车型匹配，缩短生产和开发周车转向轻便性和动态特性进行联合仿真分析。仿真期；不存在漏油问题，减4,x4环境的污染。结果表明，建立的模型和联合仿真的分析方法是有1电动助力转向系统动力学模型效的。关键词：电动助力转向；控制；仿真；多体动力学1．1ADAMS软件简介～中图分类号：U463ADAMS仿真可以用于估计机械系统的性能、文献标识码：A运动范围、碰撞检测、峰值载荷以及计算有限元的输文章编

3、号：1001—2257(2004)10一O017一O3入载荷等。ADAMS软件包括核心模块ADAMS／Abstract：Thedynamicmodel&controlsys—View和ADAMS／Solver，以及其他扩展模块。其ternmodelarecombinedbyADAMS／Controls．中ADAMS／Controls(控制模块)可以建立简单的Basedonthese。steeringlightness＆dynamicchar—控制机构，也可利用通用控制系统软件(如Matlab／acter

4、isticofvehicleareinvestigatedbysimulationsimulink、MATRIX、EASY5)，建立包括控制系统、analysis．Theresultsshowthatthedynamicmodel液压系统、气动系统和运动机械系统的仿真模型，与＆CO—simulationanalysismethodarecorrectand机械系统相结合进行交互式仿真。通过确定AD—effective．AMS的输入输出变量可以在ADAMS和控制软件Keywords：EPS；ADAMS；c

5、ontrol；simulation之间形成一个闭合控制回路，从而对系统进行仿真分析。1．2电动助力转向系统动力学建模0引言1．2．1模型描述电动助力转向系统EPS(electricpowersteer—使用ADAMS／VIEW建立的汽车整车近似模ing)是一种直接依靠电机提供辅助扭矩的动力转向型[2如图1所示。车身简化为具有集中质量和转系统，主要由扭矩传感器、车速传感器、电动机、减速机构和电子控制单元(ECU)等组成[1]。与传统的液压助力转向系统HPS(hydraulicpowersteering)相

6、比，EPS系统具有很多优点：仅在需要转向时才启动电机产生助力，能减少发动机燃油消耗；能在各种行驶工况下提供最佳助力，减小由路面不平所引图1简化汽车多体动力学模型起的对转向系的扰动，改善汽车的转向特性，提高汽动惯量的球体。该车前悬架由上横臂、下横臂、转向车的主动安全性；零件比HPS少，质量更轻，结构更节总成和转向拉杆构成。上横臂与车身、转向节总紧凑，易于安装，降低噪音；没有液压回路，调整和检成间分别用旋转副和球副连接；下横臂与车身、转向收稿日期：2004—08—13节总成问同样分别用旋转副和球副连接；上横

7、臂与《机械与电子}2004(10)·l7·维普资讯http://www.cqvip.com车身间由弹簧连接；转向节总成与左右转向拉杆间均用球副连接。转向系统由转向盘、转向轴、转向传动轴、转向机、转向摇臂、空摇臂和中间拉杆组成。由于EPS系统在转向轴和转向盘之间装有扭矩传感器，其内部的扭杆具有一定的刚度和阻尼，因此转向盘和转向轴之间并非刚性连接，而是用扭簧一阻尼器(tor—图2控制系统sion)相连。转向盘与车身用转动副相连；转向轴与Matlab中进行联合仿真计算和分析。其中，adams—车身用圆柱副相连

8、；转向传动轴与转向轴和转向机sub(深色模块)包含了所建立的整车模型信息，与间均用万向节副相连；转向机和车身间用转动副连Matlab／simulink控制模型建立接口联系，将模型信接；转动摇臂与车身和中间拉杆间均用转动副连接；息导出，输入变量为助力转矩，输出变量为测量的方转向空摇臂与车身和中间拉杆间分别用万向节副和向盘转角和角速度、转向轴转角和角速度、车速。其球副连接；中间拉杆与左右转向拉杆均用万向节副中助力转矩函数设置为0，目的是为了利用