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1、第25卷第4期江苏大学学报(自然科学版)Vol.25No.42004年7月JournalofJiangsuUniversity(NaturalScienceEdition)July2004电动助力转向系统稳定性分析何仁,徐建平(江苏大学汽车与交通工程学院,江苏镇江212013)摘要:在建立电动助力转向系统数学模型的基础上,对电动助力转向系统的稳定性进行了分析,应用控制理论推导了电动助力转向系统的稳定性判断条件,分析讨论了影响系统稳定性的结构参数等因素,指出了各影响因素的相应解决办法,为电动助力转向系统及控制器的设计与改进提供了有价值的理论依据1研究表明,对于一个设计定
2、型的电动助力转向系统,各机构部件的许多参数很难改变,可以采用改变电子控制单元中助力增益的方法来使系统稳定工作,即在控制器设计中采用较小的助力增益,并通过试验进行了验证1关键词:电动助力转向;传递函数;稳定性;试验中图分类号:U46114文献标识码:A文章编号:1671-7775(2004)04-0294-04StabilityanalysisforelectricpowersteeringsystemHERen,XUJian2ping(SchoolofAutomobileandTrafficEngineering,JiangsuUniversity,Zhenjiang
3、,Jiangsu212013,China)Abstract:Basedonthemathematicalmodelofelectricpowersteeringsystem(EPS),thestabilityofelectricpowersteeringsystemisanalyzed.TheconditionsforsystemstabilityofEPSarededucedfromthecontroltheo2ry.ThefactorsthataffectthesystemstabilityofEPSarediscussed,andthecorresponding
4、solutionsofthefac2torsaresuggested.TheresultshowsthatforagiventypeofEPS,inordertomaketheelectricpowersteeringsystemoperatestably,thegainofassistintheelectroniccontrolunit(ECU)ofEPSshouldbeamended,andfromtheexperimentaltest,lowgainofassistissuggested.Keywords:electricpowersteering;transf
5、erfunction;stability;test电子控制电动助力转向系统是一种新型的动力常会出现系统不能稳定工作的问题,主要表现为汽转向系统,该系统根据汽车的转向状态,通过电子控车在转向过程中助力电动机电流的波动导致转向盘制单元控制电动机直接驱动转向机构,使汽车的转抖动,引起驾驶员的紧张和疲劳1出现系统不稳定向轮发生偏转1该系统不直接利用发动机动力,只的原因很多,一方面和系统各部件的设计匹配有关,有在需要转向的时候才由电动机提供动力,不转向另外也和控制器的控制规律有关1因此,在设计和[1]的时候不消耗能量1电动机使用的动力来自于蓄开发电动助力转向系统的过程中需要研究
6、系统的稳电池,省去了液压油泵、液压缸、油管等装置,结构紧定性1凑,重量轻1另外,该系统可以通过软件的方法实现1系统数学模型的建立汽车在不同车速下获得不同的静态助力特性,提高驾驶员转向时的路感1电动助力转向系统结构如图1所示,主要包括在设计和开发电动助力转向系统的过程中,经转向柱、减速机构、齿轮齿条和助力电动机,以及收稿日期:2004-03-05基金项目:江苏省六大人才高峰计划资助项目(E-2002-012)作者简介:何仁(1962-),男,江苏南京人,教授,博士生导师(heren@ujs.edu.cn),主要从事汽车机电一体化技术的研究1第4期何仁等:电动助力转向系统
7、稳定性分析295[3-6]ECU控制单元,转向系统动力学方程为···xrJsθs+Bsθs+Ksθs=Th+Ks(6)转向柱rp···Jsθs+Bsθs+Ksθs=Th+Ksθe(1)···GKmxrMrxr+Brxr+Krxr=θm-G+rprp输出轴···KsxrJeθe+Beθe=Ks(θs-θe)+rpθs-rp+Fδ(7)GKm(θm-Gθe)-Tw(2)···xrJmθm+Bmθm=Tm-Kmθm-G(8)rp齿条2其中Mr=mr+Je/rp是减速机构、小齿轮和齿条等···Twmrxr+brxr+Krxr=-Fδ(3)的当量质量,Br=b
