本文關(guān)鍵詞：汽車(chē)自動(dòng)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)及其控制系統(tǒng)的研究

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【摘要】：自動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)智能汽車(chē)和無(wú)人駕駛汽車(chē)重要的環(huán)節(jié)。該系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是在轉(zhuǎn)向軸上集成一套雙行星齒輪機(jī)構(gòu),從而將方向盤(pán)、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機(jī)相互連接,進(jìn)行彼此之間的力和運(yùn)動(dòng)的合成。通過(guò)電磁離合器和電磁安全鎖構(gòu)成狀態(tài)切換輔助機(jī)構(gòu),來(lái)控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)自動(dòng)轉(zhuǎn)向和人為控制的機(jī)械轉(zhuǎn)向。從而使得在自動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí),可以人為控制方向盤(pán)來(lái)控制汽車(chē)的轉(zhuǎn)向。這種轉(zhuǎn)向系統(tǒng)既可以實(shí)現(xiàn)汽車(chē)自動(dòng)轉(zhuǎn)向同時(shí)又能保持方向盤(pán)與轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的機(jī)械連接,是目前轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。本文通過(guò)對(duì)單行星齒輪和雙行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析和比較,根據(jù)傳統(tǒng)機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的特點(diǎn),確定了具有公共太陽(yáng)輪的雙行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)作為自動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的力和運(yùn)動(dòng)合成機(jī)構(gòu);選擇了牙嵌式電磁離合器和電磁安全鎖作為自動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的狀態(tài)切換輔助機(jī)構(gòu);并且根據(jù)力學(xué)特性對(duì)共太陽(yáng)輪雙行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、渦輪蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、牙嵌式電磁離合器以及轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機(jī)進(jìn)行了參數(shù)和尺寸上的設(shè)計(jì);通過(guò)對(duì)自動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)各組件進(jìn)行簡(jiǎn)化處理,建立了轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機(jī)組件、下轉(zhuǎn)向軸組件、齒輪齒條組件、轉(zhuǎn)向阻力矩等動(dòng)力學(xué)模型;根據(jù)建立的轉(zhuǎn)向阻力矩模型,得出了轉(zhuǎn)向阻力矩與汽車(chē)車(chē)速以及前輪轉(zhuǎn)角的函數(shù)關(guān)系式,從而間接的得到了轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機(jī)的轉(zhuǎn)矩輸出函數(shù),確定了前輪轉(zhuǎn)角的控制策略,設(shè)計(jì)出了模糊自適應(yīng)PID控制器,同時(shí)確定了回正控制策略,設(shè)計(jì)了回正PID控制器;根據(jù)自動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)各組件的動(dòng)力學(xué)模型,建立了相應(yīng)仿真模型,進(jìn)行了仿真試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果表明所研究的自動(dòng)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)及其控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)在保證汽車(chē)的操縱穩(wěn)定性的前提下,實(shí)際輸出的前輪轉(zhuǎn)角比較快速、準(zhǔn)確地跟隨外界輸入的理想前輪轉(zhuǎn)角,而且在加入了回正控制器的回正控制模式下,汽車(chē)前輪能夠比較迅速地回到零位。
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：U463.4

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本文編號(hào)：1219205