文献综述-线控转向力反馈控制系统.doc

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1、线控转向力反馈控制系统-XX-—1—刖吞自20世纪90年代起，电子控制技术在汽车上的应用取得了迅速发展，被称之为汽车新技术。现在它已逐步被应用到了汽车的各个组成部分，其控制功能越来越全面，而且也越来越精确。它带来了汽车产品的更新换代，促进了汽车科技的发展。而其屮还发展的最迅速的是线控转向技术。以往的电动转向和机械转向技术只耍靠转向盘于转向轮2间形成机械或液床连接来完成转向动作。这需要汽车底盘相对大的空间来完成，所需成本较高，最重要的是，这些复杂的连接单元，不仅增加了车身设计复杂程度，也对驾驶员提出了较高姜求。有时候控制单兀一个

2、小问题往往会造成整个系统的连锁反应，造成严重的后果。于是，一项新型探索取消转向轮与转向盘之间的机械或液压连接的技术应运而生一线控转向技术。而线控转向系统的性能特点在于：改善驾驶员的路感，由于转向盘和转向车轮之间无机械连接，驾驶员的“路感”通过模拟生成，可以从信号屮提出最能够反应汽车实际行驶状态和路面状况的信息，作为转向盘冋正力矩的控制变量，使转向盘仅向驾驶员提供有用信息，从而为驾驶员提供更为真实的“路感”。从《汽车底盘线控技术及发展趋势》文献屮了解到，随着电子科技和网络技术的发展，出现了更加高效、节能的线控技术(X-by-Wi

3、re)。一些笨重、精确度低的机械系统将被精确、敏感的电子传感器和执行元件所代替，汽车传统的操纵机构、操纵式、执行机构也将会发生根本性的变革。结合线控技术和汽车制动系统而形成的线控制动(SBW)系统，将传统液压或气压制动执行元件改为了电驱动元件，将驾驶员的转向操作与转向车轮Z间通过信号及控制器连接起来，由控制器根据驾驶员指令、当前车辆状态和路面状况确定合理的前轮转角，实现转向系统的智能控制,从而形成线控转向(SBW)系统。线控系统具有可控性好、响应速度快的特点，具有良好的发展前景。由于X-by-wire技术具有较高的效率，给设计

4、者带來了更大的设计空间，并且更容易实现集成控制，使整车总质量减轻，因此便成为许多世界级汽车公司竞逐发展的H标。主题背景在传统的机械转向系统屮，驾驶员的转向操作通过转向器和一系列的杆件传递到转向车轮。20世纪40年代起，为了减轻驾驶员体力负担，出现了液压助力转向系统，由于其技术成熟、工作可靠，H前仍然在广泛应用。随着电子技术的发展逐步成熟，以及人们对安全、节能、环保车俩性能等方面的要求，车辆系统屮采用的电子部件越来越多，EHPS和EPS等转向系统应运而生。与液床助力转向系统相比，电动助力转向系统提高了车辆的经济性、环保性；针对不

5、同车型、工况以及驾驶员所需的不同助力特性可以通过软件修改。近年来为了实现车辆转向的主动控制，进行辅助驾驶技术，对于将方向盘与转向轮之间通过控制信号连接的线控转向技术的研究日益增多。线控转向系统由软件设定方向盘转角和转向轮转角0间的传动比，并通过方向盘凹正力矩电机向驾驶员反馈车辆转向信息。它能够实现转向主动控制，向驾驶员提供良好的路感，同吋线控转向系统屮转向轮与方向盘之间没有机械连接，也给汽车空间布置带来很大的自由。选口《汽车线控转向技术的研发现状及发展前景》文献。根据《汽车线控转向系统SBW研究》及相关文献，汽车线控转向(St

6、eer-by-wire)系统取消了传统转向系统的机械连接，提高了汽车的稳定性和可操作性。整个设计可以分为转向盘和前轮两个部分，两个子系统各自用一个电机作为执行器，一个电机向转向盘提供反作用力矩来模拟路感(力反馈了系统)；另-个则驱动前轮按照驾驶员的意图转向。该文献首先研究了SBW系统的基本架构，通过动力学模型分析其工作原理。汽车线控转向系统SBW由转向盘总成、转向执行总成和主控制器(ECU)等3个主要部分以及自动防故障系统、电源等辅助系统组成，如图1所示。横摆角速度传感器转向桥机构总成图1汽车线控转向系统结构示意图其次，文章研

7、究了线控转向里二力反馈系统的工作特性，选用永磁同步电机(PMSM)作为力反馈系统的执行电机，建立课题的研究平台。该系统使用屯丿衣空间矢量控制(SVPW)方式进行PMSM控制，它是…种优化的PWM控制，其电流谐波、损耗及转矩脉动小,控制简单，易数字化实现，电床利用率高。用MATLAB/Simulink对控制的动静态特性进行仿真分析，在模型屮采用分段卩ID调节的方式来处理转速反馈和电流反馈，与经典的PID控制方式相比，动态响应有明显改善。依据仿真结果，设计了力反馈系统的控制器,主要包括主屯路元器件参数计算和选型、数字信号控制器电路

8、、逆变电路、功率驱动单元和保护电路设计。分析了力反馈系统对执行电机的要求,在确保硬件可靠安全工作的基础上，进行了控制系统的软件设计，特别介绍了转子相角位置的判断程序和SVPWM子程序。文屮对样机的调试和实验进行了说明，色括实验结果和数据分析的内容。汽车SBW系统是未来汽车转向