線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在未來無人駕駛中占據(jù)著重要的地位,它具有布置靈活、可變傳動比、個性化定制轉(zhuǎn)向盤手感等優(yōu)點,本文重點研究線控轉(zhuǎn)向的力感特性,具體包括轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電機的控制、前輪負(fù)載的觀測、轉(zhuǎn)向盤反力的模擬三個方面。本文采用了表貼式永磁同步電機,對電機的數(shù)學(xué)模型及控制原理進(jìn)行分析,采用矢量控制方法及SVPWM方法進(jìn)行電機控制;本文確定SBW系統(tǒng)的雙向控制架構(gòu)為位置控制-力反饋方案,在此基礎(chǔ)上,分析負(fù)載觀測對電機控制的要求;在電機的電流跟隨方面,由于系統(tǒng)滯后,采用傳統(tǒng)的PI控制方法控制效果差,因此本文采用動態(tài)三步法優(yōu)化電流跟隨效果,得到高質(zhì)量電機輸出信號;在位置控制方面,通過前饋反饋綜合控制方法,實現(xiàn)快速準(zhǔn)確的位置控制;此外,對信號的擾動,進(jìn)行相應(yīng)的濾波與抑制;最終,既完成了線控轉(zhuǎn)向的位置控制,也為負(fù)載觀測提供高質(zhì)量的信號輸入。前輪負(fù)載的獲取是線控轉(zhuǎn)向力感特性研究的難點部分,對負(fù)載獲取的方法進(jìn)行分析比對,為了獲得真實路面負(fù)載信息以確保駕駛安全性,本文采用構(gòu)建負(fù)載觀測器的方法;首先調(diào)試?yán)瓑毫鞲衅?獲得真實的路面負(fù)載信息;然后通過構(gòu)建擾動觀測器,并進(jìn)行摩擦補償、慣量補償、卡爾曼濾波等措施,得到與傳感器... 

【文章來源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：94 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究意義
    1.2 SBW的結(jié)構(gòu)與優(yōu)點
        1.2.1 線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)原理
        1.2.2 SBW的組成
        1.2.3 SBW優(yōu)點
    1.3 SBW控制技術(shù)現(xiàn)狀
        1.3.1 SBW發(fā)展現(xiàn)狀
        1.3.2 SBW控制策略研究現(xiàn)狀
    1.4 本文主要研究內(nèi)容
第2章 線控轉(zhuǎn)向電機控制策略
    2.1 永磁同步電機的數(shù)學(xué)模型
    2.2 負(fù)載觀測對電機控制的要求
        2.2.1 線控轉(zhuǎn)向與負(fù)載觀測對電機的要求
        2.2.2 電流跟隨控制
        2.2.3 基于動態(tài)前饋的三閉環(huán)位置控制方法
        2.2.4 轉(zhuǎn)向電機的穩(wěn)態(tài)擾動
    2.3 電機位置控制仿真模型與控制效果分析
    2.4 自動代碼模型介紹
    2.5 控制效果分析
        2.5.1 電流跟隨控制效果
        2.5.2 位置跟隨控制效果
        2.5.3 穩(wěn)態(tài)擾動解決效果
    2.6 小結(jié)
第3章 線控轉(zhuǎn)向的前輪負(fù)載觀測
    3.1 負(fù)載獲取的方法與優(yōu)缺點
        3.1.1 動力學(xué)計算法
        3.1.2 擾動觀測器的方法
    3.2 負(fù)載真實信號的獲取
    3.3 擾動觀測器的構(gòu)建
        3.3.1 觀測器模型
        3.3.2 負(fù)載信號的濾波
        3.3.3 摩擦的補償
        3.3.4 慣性力的估計
    3.4 對比實驗驗證
        3.4.1 卡爾曼濾波效果
        3.4.2 摩擦補償效果
        3.4.3 慣性力補償效果
    3.5 小結(jié)
第4章 線控轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向盤反力模擬策略
    4.1 轉(zhuǎn)向盤反力的組成與重構(gòu)
        4.1.1 轉(zhuǎn)向盤反力模擬策略
        4.1.2 助力特性分析
    4.2 線控系統(tǒng)補償策略與補償效果
        4.2.1 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的摩擦補償
        4.2.2 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的阻尼補償
        4.2.3 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的慣量補償
        4.2.4 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的機械補償
        4.2.5 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)限位策略
    4.3 主動回正控制策略
        4.3.1 回正工況判斷機制
        4.3.2 回正力矩決策
        4.3.3 力矩分配機制
    4.4 對比實驗驗證
        4.4.1 阻尼補償效果驗證
        4.4.2 慣量補償效果驗證
        4.4.3 機械補償效果驗證
    4.5 小結(jié)
第5章 線控轉(zhuǎn)向硬件在環(huán)實驗驗證
    5.1 線控轉(zhuǎn)向?qū)嶒炁_架硬件介紹
        5.1.1 線控轉(zhuǎn)向臺架硬件介紹
        5.1.2 轉(zhuǎn)向執(zhí)行器負(fù)載模塊
    5.2 線控轉(zhuǎn)向?qū)嶒炁_架軟件介紹
        5.2.1 Carsim車輛模型
        5.2.2 Lab VIEW測試模型
        5.2.3 實驗臺工具鏈介紹
        5.2.4 SBW系統(tǒng)通訊架構(gòu)設(shè)計
    5.3 線控轉(zhuǎn)向硬件在環(huán)實驗驗證
        5.3.1 連續(xù)轉(zhuǎn)向?qū)嶒烌炞C
        5.3.2 不同路面附著系數(shù)下觀測效果
        5.3.3 主動回正控制實驗驗證
        5.3.4 原地遇障實驗
第6章 全文總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 未來展望
參考文獻(xiàn)
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]基于分布式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的路感模擬控制策略研究[D]. 孫浩.吉林大學(xué) 2018
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[3]線控轉(zhuǎn)向路感模擬及傳動比特性研究[D]. 從光好.合肥工業(yè)大學(xué) 2017
[4]電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主動回正控制的研究與實現(xiàn)[D]. 朱恒偉.西華大學(xué) 2014
[5]汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)補償控制方法研究和驗證[D]. 邢海濤.吉林大學(xué) 2013
[6]永磁同步電機矢量控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計[D]. 梅國權(quán).南京理工大學(xué) 2013
[7]汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)雙向控制方法研究[D]. 胡茹飛.吉林大學(xué) 2012
[8]基于自動代碼生成的EPS電機電流跟隨控制研究[D]. 楊洪福.吉林大學(xué) 2012
[9]汽車穩(wěn)定性控制駕駛模擬仿真系統(tǒng)研究[D]. 宋安興.重慶大學(xué) 2012
[10]轎車交流電機EPS控制研究與試驗臺測控系統(tǒng)開發(fā)[D]. 呂威.吉林大學(xué) 2007



本文編號：3169392