基于Carsim的线控转向前轮转角控制策略研究

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1、第53卷第10期农业装备与车辆工程2015年10月Vol．5第533卷第No．1010期AGRICULTURALEQUIPMENT&VEHICLEENGINEERINGOctober2015doi：10．3969／j．issn．1673－3142．2015．10．002基于Carsim的线控转向前轮转角控制策略研究陈启，徐延海，刘秋生，谭妍玮（610039四川省成都市西华大学汽车与交通学院）［摘要］利用Carsim建立了线控转向车辆的整车动力学模型，利用Simulink建立了线控转向系统模型以及前轮

2、转角控制策略。基于稳态横摆角速度增益不变，根据不同的车速范围设计了理想的可变传动比。通过理想变传动比和横摆角速度与质心侧偏角综合反馈，实现对线控转向车辆的前轮转角控制。最后通过双移线工况下的试验仿真，并与传统的机械转向和单纯的横摆角速度控制的车辆进行对比分析，最终结果表明，采用横摆角速度与质心侧偏角综合反馈控制的线控转向车辆能够改善汽车的操纵稳定性，减轻驾驶员的负担。［关键词］线控转向；Carsim；综合反馈；操纵稳定性［中图分类号］U463．4［文献标志码］A［文章编号］1673-3142(201

3、5)10-0005-05ResearchonFrontWheelAngleControlStrategyofSteer－by－wireSystemBasedonCarsimChenQi，XuYanhai，LiuQiusheng，TanYanwei（SchoolofAutomotiveandTransportation，XihuaUniversity，ChengduCity，SichuanProvince610039，China）［Abstract］AnSBWvehicledynamicmodelwa

4、sbuiltinCarsim，andtheSBWsystemdynamicmodelandthefrontwheelanglecontrolstrategywerebuiltinSimulink．Thevariablesteeringangleratiowasdesignedbasedonconstantstead－stateyawrategainanddifferentspeedrange．Thefrontwheelanglewascontrolledbythevariablesteeringan

5、gleratioandthefeedbackofyawrateandsideslipangle．Finally，thedoublelanechangetestwassimulatedandcomparedwithtraditionalmechanicalsteeringandSBWvehiclewithonlyfeedbackofyawrate．Theresultsshowthattheintegratedfeedbackofyawrateandsideslipanglecanimprovevehi

6、clehandlingstabilityandreducetheburdenofdrivers．［Keywords］steering－by－wire；Carsim；integratedfeedback；handlingstability0引言1线控转向车辆动力学模型线控转向系统取消了方向盘与转向器之间的根据线控转向的特点，将线控转向车辆系统机械装置，将转向系统由机械运动关系的硬连接分为三大块：方向盘总成模块、转向执行机构模块变成线控转向装置的电子软连接，摆脱了传统转和整车动力学模块。本文使用Simu

7、link搭建方向向系统固有的限制，能够根据需求自由设计转向盘总成模块和转向执行机构模块动力学模型，基角传动比，容易实现转向力传递特性与角传递特于Carsim搭建整车动力学模型。性的兼容，有效地改善车辆的转向特性，并提高操1.1方向盘总成模块[1－4]纵稳定性、主动安全性和舒适性。方向盘总成主要包括：方向盘、转向柱、力矩传线控转向前轮转角控制中主要有两个方面的感器、转角传感器、路感模拟电机、减速器等单元。问题：1）理想传动比的确定；2）前轮转角的补偿。方向盘单元：本文主要基于横摆角速度增益不变，根据不

8、同的T=Jδ咬+Bδ咬+K(δ-θ/G)（1）swswswswswlswmfmf车速范围设计了理想传动比；建立了横摆角速度路感模拟电机及减速器单元：和质心侧偏角的综合反馈的综合控制策略，最终T=Jθ咬+Bθ觶+K(δ-θ/G)/G（2）通过Carsim和Simulink联合仿真证明了该控制mfmfmfmfmflswmfmfmf策略的可行性。式中：Tsw———驾驶员施加的力矩；Jsw———方向盘转动惯量；B———方向盘阻尼系数；K———转向swl基金项目：四川省新能源汽