基于MATLAB的汽车电动座椅控制系统仿真研究.pdf

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1、基于MATLAB的汽车电动座椅控制系统仿真研究樊继东(湖北汽车工业学院，湖北十堰442002)摘要：根据电动座椅的结构特征及其驱动机构的性能要求，本文设计并建立了相关的系统数学模型。并根据自动控制理论对电动座椅各调节机构的调节过程建立电流环、速度环、位置环的三闭环动态模型控制系统。利用Matlab／Simulink对电动座椅进行仿真计算和时域、频域分析，确定电动座椅控制器的最佳控制参数匹配，为电动座椅ECU的控制规律提供理论依据。关键词：电动座椅；Simulink；仿真中图分类号：U463．836文献标识码：A文章编号：1003—8639(2014)02—0030—03SimulationRe

2、searchonControlSystemforVehicleElectricSeatBasedonMATLABFANJi—dong(HubeiUniversityofAutomotiveTechnology，Shiyan442002，China)Abstract：TherelatedsystemmathematicalmodelhasbeendesignedandsetuDaccordingtothestructuralcharacteristicsandtheperformancerequirementsofitsdrivingmechanism．Matlab／Simulinkisused

3、insimulationcalculationandtheanalysisoftimedomainandfrequencydomainforelectricseats，thusthebestcontrolparametermatchingcanbedeterminedtoprovidetheoreticalfoundationforECUcontrolrulesofelectricseats．Keywords：electricseats；Simulink；simulation现代轿车已经不是一个单纯的运载工具，它是型，由内向外依次是电“人、汽车与环境”的组合体。座椅作为汽车使用流环(控制电动机

4、电者的直接支承装置．在车厢部件中具有非同小可的流)、速度环(控制座椅重要性。电动座椅充分考虑人体尺寸、人体质量和移动速度)、位置环(控乘坐姿势等因素，进行多方向的自动调节．达到最制座椅空间位置)。因为适合的乘坐高度、倾斜度与转向盘的安全距离。系统要求超调量要小且一系统稳定性好．则系统图1电动座椅水平1电动座椅水平控制系统的仿真设计的动态抗扰动性能与跟调节结构图在湖北汽车工业学院与东风公司商用车公司合随性能、静态性能好，作项目(D20102006)中所用电动座椅水平调节结位置环选择典型Ⅱ型系构如图1所示，由此可得“丝杠一座椅简化动力学模统为最佳。座椅水平调型．如图2所示节模型结构如图3所示，根据

5、上述的调节方案和调节要求．根据工程上分析结果如图4所示。图2丝杠一座椅简化常用的简化原则口]，最终建立三环控制系统仿真模座椅水平方向稳定裕动力学模型图3座椅水平调节模型结构框图收稿El期：2013—06—30：修回日期：2013—08—25作者简介：樊继东(1976一)，男，硕士，副教授，主要从事汽车电子等相关领域研究。_移《汽车电器》2014年第2期__1Io杰．002匾5s+1卜1_—IHll兰S兰卜l1InITransferFcnISaturation1TransferFcnerFcn8TransferFcni1TransferFcn4TransferFcn5TransferFcn30．

6、015s+12．5]_][／-IL4Q．3亟11lQ：QSaturation2霹lnu~l＼tsTransferFcn8IQ：QQQ璺±l厂—_j『]TransferFcn7∞jH＆日∞《图1O座椅头枕调节模型结构框图系统的数学模型．采用三闭环控制系统对整个控制7．77．6系统进行调整，以使其达到设计要求，经过Matlab／——__一7．5：—一1200。fL＼l{7．4／l————．————Sinulink的仿真得到系统的时域与频域的特性曲线，7．3确定最佳的参数匹配。并进行理论依据的分析，证／-一7．2薹一24750fL．．．．．--．-．-．-＼·-—．．—：：：=E=，--_一17．1

7、明了三闭环控制的调节方法可以得到稳定的系统曲线。为电动座椅ECU的设计制造提供了一定的理论(a)位置环阶跃响应曲线(b)位置环伯德图依据。图l1座椅头枕调节模型分析结果参考文献：性能优良，系统稳定，达到要求。[1]陈文辉．汽车电动座椅自动控制系统的研制[J]．微计算机信息，2006(12)：232—234．5总结[2]刘自侠．汽车座椅的力学模型设计[J]．零配件技术，2004本文建立了8个方向的汽