本文關鍵詞：基于某乘用車主動轉向系統(tǒng)的設計與仿真

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【摘要】：轉向系統(tǒng)是控制車輛行駛路線和方向的重要裝置,其性能對車輛的操縱穩(wěn)定性有著直接的影響。以線控轉向為代表主動轉向系統(tǒng)可以根據(jù)車輛行駛速度的不同,通過電機輸入從而改變轉向機構的傳動比,兼顧低速轉向的靈敏與高速轉向的穩(wěn)定。然而在自主品牌中,搭載主動轉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,更多的是對作動系統(tǒng)可靠性的憂慮。前輪主動轉向系統(tǒng)(AFS)通過行星輪機構將電機的轉角疊加到方向盤轉角中去。即使在電機失效的情況下,車輛轉向性能也沒用完全喪失。本文以某自主品牌車型為平臺。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。設計AFS控制系統(tǒng),并在仿真環(huán)境下比較AFS對車輛操穩(wěn)性能的提升。本文首先從概述當前國內外在主動轉向系統(tǒng)方面的研究成果出發(fā),闡述了主動轉向系統(tǒng)的研究意義,總結AFS的設計需求與功能。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動機構。在分析該雙行星輪傳動特點的基礎上選定了行星機構的具體參數(shù),并選配了電機驅動系統(tǒng)。接著本文分析當前AFS控制策略存在的問題:1.不考慮車輛非線性特性,用理論公式計算變傳動比曲線。2.僅注重控制效果而忽略車輛允許的最大轉角(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轉向系統(tǒng)模型,由于AFS主要與轉向管柱是速度耦合,為保證轉向電機工作穩(wěn)定,本文為選用PID控制閉環(huán)控制AFS電機轉角,保證AFS系統(tǒng)的性能。在此基礎上,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AFS控制策略加以優(yōu)化,選用變傳動比前饋控制與最優(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,分別對汽車在轉向盤角階躍、雙移線、掃頻轉向和水滑路面角階躍四種典型工況下汽車不同車速時的性能分析對比,同時觀察了所有工況下,AFS系統(tǒng)電機的轉角,方向盤力矩等信號。仿真結果表明:在設定車速之內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,同時最優(yōu)控制系統(tǒng),不斷修正車輛的車身側偏角與橫擺角速度,減少了車輛在轉向過程中橫擺角速度的波動,以及減小了車身的側偏角。
【學位授予單位】：西華大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U463.4

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本文編號：1151582