線控轉(zhuǎn)向車輛的轉(zhuǎn)向感反饋控制研究
發(fā)布時間:2021-06-28 10:40
汽車工業(yè)的高速發(fā)展,相關(guān)技術(shù)的成熟以及人們對于汽車駕駛過程中安全性和舒適性的更高要求,使得研究人員越來越多的開始關(guān)注汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)。而線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相較于傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)具備諸多優(yōu)勢:首先其提高了車輛安全性能,去除了轉(zhuǎn)向柱等機械連接,避免了撞車事故中轉(zhuǎn)向柱對駕駛員的傷害;其次改善駕駛特性,增強操縱性;最后通過轉(zhuǎn)向感反饋提升駕駛員在操控車輛時的便捷性以及駕駛員的路感體驗。本文針對線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)詳細(xì)分析了轉(zhuǎn)向感反饋模型,提出對應(yīng)的轉(zhuǎn)向感反饋控制策略。本課題完成的主要研究內(nèi)容是構(gòu)建一個完整的線控轉(zhuǎn)向車輛的轉(zhuǎn)向感反饋模型,包括上層回正力矩及下層路感力矩兩個部分,并通過終端滑模、最小二乘等方法確定模型中的不確定項以及控制輸入,并將完整的轉(zhuǎn)向反饋扭矩通過上層反饋電機輸出。解決的問題主要可概括為以下三個:(1)參考傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)反饋力矩的組成對線控轉(zhuǎn)向車輛的轉(zhuǎn)向感反饋系統(tǒng)進行動力學(xué)建模;(2)針對上層回正力矩設(shè)計終端滑?刂扑惴,保證系統(tǒng)在沒有外力的時候能夠比較快速的回正方向盤,并通過李雅普諾夫定理證明其穩(wěn)定性;(3)對于下層路感力矩,由于車輛的部分參數(shù)難以直接測量或者獲取成本過于昂貴,針對這些參數(shù)...
【文章來源】:合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:78 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
采埃孚公司的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)
英菲尼迪Q50線控轉(zhuǎn)向車Fig1.2InfinitiQ50equippedwithSteer-by-wiresystem
轉(zhuǎn)向感測量方法,以了解對于線控轉(zhuǎn)向汽車的轉(zhuǎn)向感反饋中哪些因素是最重要的,在確定各個因素對于轉(zhuǎn)向感反饋控制的影響之后,并通過調(diào)節(jié)一組參數(shù)中的某一項數(shù)據(jù)進行對比,以獲得重要的轉(zhuǎn)向感反饋的影響因素[20,21]。在[22]中,為了研究車輛的轉(zhuǎn)向感反饋控制,研究人員則以實際的實驗樣車進行迂回曲線實驗,并將車輪的回正力矩、系統(tǒng)阻尼力矩以及速度較低時的頂軸力矩等同時考慮在內(nèi)。此外斯坦福大學(xué)的JoshuaP.Switkes等人依據(jù)傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)模型構(gòu)建了方向盤反饋模型,并結(jié)合了基于橫向和航向誤差的車道保持控制[23]。圖1.3斯坦福大學(xué)X1線控轉(zhuǎn)向車輛模型Fig1.3X1Steer-by-wirevehicleofStanfordUniversity德國兩所高校的研究人員SteveFankem和SteffenMülle則提出了一種新的轉(zhuǎn)向力矩計算模型,為了獲得高度可定制化的轉(zhuǎn)向感反饋,其使轉(zhuǎn)向扭矩計算的模塊化結(jié)構(gòu)與適當(dāng)選擇的調(diào)節(jié)參數(shù)相結(jié)合,從而以非常直觀的方式為每個駕駛員提供個性化的轉(zhuǎn)向感反潰還有一些研究則采用參數(shù)辨識等方法,在安裝有EPS的轉(zhuǎn)向器聯(lián)合車輛模擬器的半實物環(huán)境中根據(jù)轉(zhuǎn)向扭矩水平和坡度,反饋行為和轉(zhuǎn)向返回能力等關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)進行試驗[24]。加利福尼亞大學(xué)和首爾國立大學(xué)的SeongHanKim,ChongNamChu等為了方便系統(tǒng)參數(shù)的估計,采用了車輛動力學(xué)建模和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)建模相結(jié)合的方式,車輛動力學(xué)模型用于估計輪胎與地面之間的自回正力矩,因為自回正力矩需要通過轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以轉(zhuǎn)向感反饋傳遞給駕駛員,因此研究人員還同步建立了轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。以轉(zhuǎn)向系統(tǒng)為目標(biāo)系統(tǒng),利用其剛度等力學(xué)特性和相關(guān)系數(shù),包括慣性、阻尼等,進行建模驗證。同時以車輛動力學(xué)模型為目標(biāo),結(jié)合轉(zhuǎn)向側(cè)偏角、輪胎法向壓力和其它相關(guān)屬性估計自回正力矩[25]。文獻[26]中提出了一種以非線性二自由度自行車模型
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于相位校正的EPS系統(tǒng)控制策略仿真研究[J]. 李志鵬,郝宇,張超,孟旭,王博男. 森林工程. 2020(01)
[2]線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)路感模擬控制研究[J]. 陳應(yīng)鵬,劉賀. 內(nèi)燃機與配件. 2019(22)
[3]線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主動信息安全控制[J]. 于樹友,劉藝,王宇雷,陳虹. 控制與決策. 2019(11)
[4]汽車轉(zhuǎn)向系的工作原理與故障處置分析[J]. 張執(zhí),張一. 電子技術(shù)與軟件工程. 2019(12)
[5]汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)研究進展綜述[J]. 陳俐,李雄,程小宣,羅來軍,喻凡. 汽車技術(shù). 2018(04)
[6]中國汽車工程學(xué)術(shù)研究綜述·2017[J]. 《中國公路學(xué)報》編輯部. 中國公路學(xué)報. 2017(06)
[7]PID控制算法綜述[J]. 譚加加,劉鴻宇,黃武,吳先華. 電子世界. 2015(16)
[8]基于電動助力轉(zhuǎn)向的線控轉(zhuǎn)向汽車路感反饋控制[J]. 鄭宏宇,宗長富,何磊,王祥. 吉林大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2013(01)
[9]汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 周聰,肖建. 控制工程. 2012(05)
[10]電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EPS)的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 邵麗青. 汽車與配件. 2011(36)
博士論文
[1]面向主觀評價的汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)建模與仿真研究[D]. 姬鵬.吉林大學(xué) 2010
[2]基于輪胎力最優(yōu)分配的車輛動力學(xué)集成控制研究[D]. 李道飛.上海交通大學(xué) 2008
[3]變形數(shù)據(jù)處理、分析及預(yù)測方法若干問題研究[D]. 王穗輝.同濟大學(xué) 2007
[4]基于魯棒控制理論的汽車電動轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)控制技術(shù)研究[D]. 田大慶.四川大學(xué) 2006
碩士論文
[1]基于駕駛員行為辨識的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可調(diào)節(jié)路感反饋研究[D]. 羅蘭.吉林大學(xué) 2019
[2]基于滑?刂评碚摰木控轉(zhuǎn)向車輛橫擺穩(wěn)定性控制系統(tǒng)研究[D]. 史立恒.合肥工業(yè)大學(xué) 2019
[3]線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)理想傳動比和前輪轉(zhuǎn)角控制策略研究[D]. 殷凡青.長安大學(xué) 2019
本文編號:3254171
【文章來源】:合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:78 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
采埃孚公司的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)
英菲尼迪Q50線控轉(zhuǎn)向車Fig1.2InfinitiQ50equippedwithSteer-by-wiresystem
轉(zhuǎn)向感測量方法,以了解對于線控轉(zhuǎn)向汽車的轉(zhuǎn)向感反饋中哪些因素是最重要的,在確定各個因素對于轉(zhuǎn)向感反饋控制的影響之后,并通過調(diào)節(jié)一組參數(shù)中的某一項數(shù)據(jù)進行對比,以獲得重要的轉(zhuǎn)向感反饋的影響因素[20,21]。在[22]中,為了研究車輛的轉(zhuǎn)向感反饋控制,研究人員則以實際的實驗樣車進行迂回曲線實驗,并將車輪的回正力矩、系統(tǒng)阻尼力矩以及速度較低時的頂軸力矩等同時考慮在內(nèi)。此外斯坦福大學(xué)的JoshuaP.Switkes等人依據(jù)傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)模型構(gòu)建了方向盤反饋模型,并結(jié)合了基于橫向和航向誤差的車道保持控制[23]。圖1.3斯坦福大學(xué)X1線控轉(zhuǎn)向車輛模型Fig1.3X1Steer-by-wirevehicleofStanfordUniversity德國兩所高校的研究人員SteveFankem和SteffenMülle則提出了一種新的轉(zhuǎn)向力矩計算模型,為了獲得高度可定制化的轉(zhuǎn)向感反饋,其使轉(zhuǎn)向扭矩計算的模塊化結(jié)構(gòu)與適當(dāng)選擇的調(diào)節(jié)參數(shù)相結(jié)合,從而以非常直觀的方式為每個駕駛員提供個性化的轉(zhuǎn)向感反潰還有一些研究則采用參數(shù)辨識等方法,在安裝有EPS的轉(zhuǎn)向器聯(lián)合車輛模擬器的半實物環(huán)境中根據(jù)轉(zhuǎn)向扭矩水平和坡度,反饋行為和轉(zhuǎn)向返回能力等關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)進行試驗[24]。加利福尼亞大學(xué)和首爾國立大學(xué)的SeongHanKim,ChongNamChu等為了方便系統(tǒng)參數(shù)的估計,采用了車輛動力學(xué)建模和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)建模相結(jié)合的方式,車輛動力學(xué)模型用于估計輪胎與地面之間的自回正力矩,因為自回正力矩需要通過轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以轉(zhuǎn)向感反饋傳遞給駕駛員,因此研究人員還同步建立了轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。以轉(zhuǎn)向系統(tǒng)為目標(biāo)系統(tǒng),利用其剛度等力學(xué)特性和相關(guān)系數(shù),包括慣性、阻尼等,進行建模驗證。同時以車輛動力學(xué)模型為目標(biāo),結(jié)合轉(zhuǎn)向側(cè)偏角、輪胎法向壓力和其它相關(guān)屬性估計自回正力矩[25]。文獻[26]中提出了一種以非線性二自由度自行車模型
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于相位校正的EPS系統(tǒng)控制策略仿真研究[J]. 李志鵬,郝宇,張超,孟旭,王博男. 森林工程. 2020(01)
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[5]汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)研究進展綜述[J]. 陳俐,李雄,程小宣,羅來軍,喻凡. 汽車技術(shù). 2018(04)
[6]中國汽車工程學(xué)術(shù)研究綜述·2017[J]. 《中國公路學(xué)報》編輯部. 中國公路學(xué)報. 2017(06)
[7]PID控制算法綜述[J]. 譚加加,劉鴻宇,黃武,吳先華. 電子世界. 2015(16)
[8]基于電動助力轉(zhuǎn)向的線控轉(zhuǎn)向汽車路感反饋控制[J]. 鄭宏宇,宗長富,何磊,王祥. 吉林大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2013(01)
[9]汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 周聰,肖建. 控制工程. 2012(05)
[10]電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EPS)的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 邵麗青. 汽車與配件. 2011(36)
博士論文
[1]面向主觀評價的汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)建模與仿真研究[D]. 姬鵬.吉林大學(xué) 2010
[2]基于輪胎力最優(yōu)分配的車輛動力學(xué)集成控制研究[D]. 李道飛.上海交通大學(xué) 2008
[3]變形數(shù)據(jù)處理、分析及預(yù)測方法若干問題研究[D]. 王穗輝.同濟大學(xué) 2007
[4]基于魯棒控制理論的汽車電動轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)控制技術(shù)研究[D]. 田大慶.四川大學(xué) 2006
碩士論文
[1]基于駕駛員行為辨識的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可調(diào)節(jié)路感反饋研究[D]. 羅蘭.吉林大學(xué) 2019
[2]基于滑?刂评碚摰木控轉(zhuǎn)向車輛橫擺穩(wěn)定性控制系統(tǒng)研究[D]. 史立恒.合肥工業(yè)大學(xué) 2019
[3]線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)理想傳動比和前輪轉(zhuǎn)角控制策略研究[D]. 殷凡青.長安大學(xué) 2019
本文編號:3254171
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