线控转向汽车变传动比和主动转向控制研究

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1、辽宁工业大学硕士学位论文线控转向汽车变传动比和主动转向控制研究专业:车辆工程研究生:王冠一指导教师:石晶教授辽宁工业大学汽车与交通工程学院二〇一五年三月MasterThesisStudyonVariableSteeringRatioandActiveSteeringControlStrategyofSteer-by-wireSystemSpeciality:VehicleEngineeringCandidate:WANGGuan-yiSupervisor:ProfessorSHIJingLiaoningUniversi

2、tyofTechnologyJinzhou,121001,ChinaMarch2015摘要汽车线控转向系统能够根据车辆行驶状态进行转向系统变传动比控制和主动转向控制，提高汽车的操纵稳定性，对汽车主动安全控制具有重要意义。论文进行了线控转向汽车变传动比控制和主动转向控制研究。本文依托国家自然科学基金青年基金资助项目（51305190）展开研究。首先，对线控转向系统的各个组成部分及其工作原理做了详细的分析，在此基础上确定出各主要组成部分的微分方程。在Matlab软件的Simulink模块中搭建线控转向系统模型，并将其嵌入到

3、CarSim整车模型中，建立线控转向汽车模型。其次，根据线控转向的特点，提出可变转向角传动比的概念。研究出两种可变传动比的确定方法，针对不同的方法对横摆角速度增益值进行优化，最终确定出较为理想的可变转向传动比。再次，研究了基于横摆角速度反馈的固定传动比主动转向控制策略，设计出自适应模糊PI控制器，搭建固定传动比主动转向控制模型。并与可变转向传动比控制策略相结合，形成变传动比主动转向控制策略。最后，在传统汽车驾驶模拟器的基础上建立了线控转向汽车驾驶模拟器，对变传动比控制策略和主动转向控制策略进行了验证。对变传动比控制策略

4、进行了驾驶员主观评价，并采用不同的工况对固定传动比主动转向控制策略和变传动比主动转向控制策略进行试验验证。关键词：线控转向系统；转向传动比；主动转向控制；自适应模糊PI控制；操纵稳定性；驾驶模拟器IAbstractThesteer-by-wiresystemofthevehiclecouldcontrolitwithvariablesteeringratioandactivesteeringaccordingtothetrafficstateofthevehicle.Thehandingstabilityoftheve

5、hiclewillbeimproved.Anditisofgratesignificancetothevehicleactivesafetycontrol.Thevariablesteeringcontrolandtheactivesteeringcontrolofsteer-by-wiresystemareresearchedinthispaper.ThispaperstudyisbasedontheprojectsupportedbytheNationalNaturalScienceFoudation(513051

6、90).Firstofallthestructureandtheworkingprincipleofthesteer-by-wiresystemareanalyzedinthispaper.Thedynamicdifferentialequationsofthepartsofsteer-by-wiresystemaredetermined.Themodelofthesteer-by-wiresystemisbuiltbytheusingofMatlab/Simulink.Thismodelisembeddedinthe

7、vehiclemodelofCarSim.Sothemodelofsteer-by-wirevehicleisbuilt.Thesecond,theconceptofvariablesteeringratioisproposedaccordingtothecharacteristicsofthesteer-by-wiresystem.Twokindsofmethodstodeterminethevariablesteeringratioareresearched.Thevalueoftheyawrategainisop

8、timizedinviewofthedifferentmethods.Thenanidealvariablesteeringratioiseventuallydetermined.Thirdly,theactivesteeringcontrolwithfixedsteeringratiobasedonthefeedbackofya