汽车电动助力转向系统的建模与仿真

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1、分类号:U27;U4610710-2013222050专业硕士学位论文汽车电动助力转向系统的建模与仿真李威导师姓名职称马骊溟副教授申请学位类别工学硕士专业学位类别工程硕士及领域名称车辆工程领域论文提交日期2015年5月6日论文答辩日期2015年6月17日学位授予单位长安大学ModelingandSimulationofVehicleElectricPowerSteeringSystemADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：LiweiSupervisor：Prof.MalimingChang’anUniversity

2、,Xi’an,China论文独创性声明本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。论文知识产权权属声明本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为长安大学。(涉密论文在解密后应遵守此规定）论文作者签名

3、:年6月Y曰导师签名:为a#、>少年《月V曰摘要汽车转向系统作为专门用来控制汽车行驶方向的系统，其性能直接关系到车辆的舒适性和安全性，对转向系统的研究是动力学研究的热点之一。电动助力转向系统（ElectricPowerSteeringSystem）是一种新型的车辆转向动态控制系统，该系统能实时根据车辆在不同路面状况下的运动状态和驾驶员的转向需求，提供与之适应的转向助力，使车辆在低速转向时具有更好的轻便性和在高速转向时具有更好的稳定性。因此对这种转向系统进行研究和开发是十分必要的。本文以装备EPS系统的整车为研究对象，首先应用机械系统动力学分析软件ADAMS构建了包括前后悬架、转向

4、系统、轮胎和地面谱在内的整车多体动力学仿真模型，并对其进行稳态转向仿真试验。然后分析了电动助力转向系统理想助力的特征形式，并分析了确定助力特性的一般过程，最终确定一种直线型助力特性，再与建立的虚拟样机动力学模型相结合，实现EPS的基本助力控制。最后对基于ADAMS/Control与MATLAB/Simulink的EPS系统进行联合仿真研究，进行一系列动力学仿真试验。通过对整车模型进行稳态转向仿真试验，表明该模型具有明显的不足转向特性，经过分析阶跃试验以及回正性能试验的结果，可知EPS系统能有效提高汽车的操纵稳定性，从而验证了所建模型的合理性，以及利用虚拟样机软件进行动力学仿真是可

5、行的，能够有效的提高研究速度和缩短产品开发周期。关键词：汽车；电动助力转向系统；动力学；仿真iAbstractThesteeringsystemisusedtocontrolvehicledrivingdirection,itsperformanceaffectsthecomfortandsafetyofvehicledirectly,sotheresearchonsteeringsystemisonefocusofthevehicledynamicsresearch.ElectricPowersteeringsystemisadynamicsteeringcontrolsyst

6、emwhichcansupplyassisttorqueaccordingtothestateofmotionanddriver'ssteeringrequirementsondifferentroadconditions.VehicleequippedwithEPScanmeettherequirementsofthehighermaneuverabilityforlow-speedsteeringandthebetterstabilityforhigh-speedsteering.Therefore,itisofgreatimportancetostudyanddevelop

7、thiskindofsteeringsystem.Vehicledynamicmodel,whichcontainssuspension,steering,chassis,tire,brakeandroadsubsystems,isbuiltinADAMS.EPScontrolmodelisalsobuiltinMATLAB/Simulink,whiclincludessteeringmodel,assistcharacter,currentPIDclosedloopcontro