本文關(guān)鍵詞：基于某乘用車主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真

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【摘要】：轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是控制車輛行駛路線和方向的重要裝置,其性能對(duì)車輛的操縱穩(wěn)定性有著直接的影響。以線控轉(zhuǎn)向?yàn)榇碇鲃?dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以根據(jù)車輛行駛速度的不同,通過(guò)電機(jī)輸入從而改變轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比,兼顧低速轉(zhuǎn)向的靈敏與高速轉(zhuǎn)向的穩(wěn)定。然而在自主品牌中,搭載主動(dòng)轉(zhuǎn)向的車型可謂是鳳毛麟角。出現(xiàn)這種現(xiàn)象一方面是成本方面的考慮,更多的是對(duì)作動(dòng)系統(tǒng)可靠性的憂慮。前輪主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(AFS)通過(guò)行星輪機(jī)構(gòu)將電機(jī)的轉(zhuǎn)角疊加到方向盤(pán)轉(zhuǎn)角中去。即使在電機(jī)失效的情況下,車輛轉(zhuǎn)向性能也沒(méi)用完全喪失。本文以某自主品牌車型為平臺(tái)。在分析車輛性能的前提下,將AFS系統(tǒng)增加到整車系統(tǒng)中去。設(shè)計(jì)AFS控制系統(tǒng),并在仿真環(huán)境下比較AFS對(duì)車輛操穩(wěn)性能的提升。本文首先從概述當(dāng)前國(guó)內(nèi)外在主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)方面的研究成果出發(fā),闡述了主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的研究意義,總結(jié)AFS的設(shè)計(jì)需求與功能。本文在第二章,綜合考慮加工成本等的因素,提出一種雙行星輪轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。在分析該雙行星輪傳動(dòng)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上選定了行星機(jī)構(gòu)的具體參數(shù),并選配了電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。接著本文分析當(dāng)前AFS控制策略存在的問(wèn)題:1.不考慮車輛非線性特性,用理論公式計(jì)算變傳動(dòng)比曲線。2.僅注重控制效果而忽略車輛允許的最大轉(zhuǎn)角(其中代表就是PID控制策略)。本文選用MSC.ADAMS建立整車模型,用AMESim建立AFS轉(zhuǎn)向系統(tǒng)模型,由于AFS主要與轉(zhuǎn)向管柱是速度耦合,為保證轉(zhuǎn)向電機(jī)工作穩(wěn)定,本文為選用PID控制閉環(huán)控制AFS電機(jī)轉(zhuǎn)角,保證AFS系統(tǒng)的性能。在此基礎(chǔ)上,本文將ADAMS與AMESim集成到Simulink中,由于考慮到單純的PID控制策略的不足,本文對(duì)AFS控制策略加以優(yōu)化,選用變傳動(dòng)比前饋控制與最優(yōu)控制作為AFS的控制策略。并將控制策略集成到上述仿真環(huán)境中,分別對(duì)汽車在轉(zhuǎn)向盤(pán)角階躍、雙移線、掃頻轉(zhuǎn)向和水滑路面角階躍四種典型工況下汽車不同車速時(shí)的性能分析對(duì)比,同時(shí)觀察了所有工況下,AFS系統(tǒng)電機(jī)的轉(zhuǎn)角,方向盤(pán)力矩等信號(hào)。仿真結(jié)果表明:在設(shè)定車速之內(nèi)可以控制整車的橫擺角速度增益,保證了駕駛性能的穩(wěn)定,同時(shí)最優(yōu)控制系統(tǒng),不斷修正車輛的車身側(cè)偏角與橫擺角速度,減少了車輛在轉(zhuǎn)向過(guò)程中橫擺角速度的波動(dòng),以及減小了車身的側(cè)偏角。
【學(xué)位授予單位】：西華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U463.4

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本文編號(hào)：1151582