線控轉(zhuǎn)向技術(shù)是實現(xiàn)汽車智能化、網(wǎng)聯(lián)化、電動化的關(guān)鍵技術(shù)之一。作為線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的重要元件,路感電機(jī)和轉(zhuǎn)向電機(jī)是汽車低壓電氣系統(tǒng)中較大的耗能元件,其在頻繁轉(zhuǎn)向中產(chǎn)生的能耗及由此帶來的汽車電源系統(tǒng)的負(fù)荷變化及汽車節(jié)能減排問題不可忽視。為此,本文開展了汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能效提升方法與優(yōu)化控制的研究。首先基于汽車動力學(xué)知識,采用Carsim-Simulink聯(lián)合仿真的方式構(gòu)建線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)仿真平臺�；谠摲抡嫫脚_,測試了定傳動比、變傳動比、PID計算傳動比三種傳動比控制模式的線控轉(zhuǎn)向汽車的跟隨特性和穩(wěn)定性。之后,通過分析汽車常見轉(zhuǎn)向工況的轉(zhuǎn)向能耗,得出了線控轉(zhuǎn)向能耗大于助力轉(zhuǎn)向能耗的結(jié)論,提出了基于結(jié)構(gòu)改進(jìn)和原系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化的能效提升方法。并以電驅(qū)動轉(zhuǎn)向單元為例進(jìn)行了能效提升的結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化分析,建立了該電驅(qū)動轉(zhuǎn)向單元的參數(shù)化模型,得到了機(jī)械系統(tǒng)隨壓力角變化的效率曲線、系統(tǒng)效率區(qū)域分布云圖及最優(yōu)參數(shù)取值云圖,提出了一種兩擋減速比的設(shè)計方案。該方案在雙移線轉(zhuǎn)向工況中的仿真結(jié)果表明:綜合能效提升在5%之內(nèi)。接著,采用低能耗的可控變阻尼單元,完成了電驅(qū)動轉(zhuǎn)向單元和轉(zhuǎn)向盤單元的能效提升結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計。可控變阻...

【文章頁數(shù)】：147 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題研究的背景及意義
    1.2 線控轉(zhuǎn)向節(jié)能相關(guān)研究現(xiàn)狀分析
        1.2.1 線控轉(zhuǎn)向節(jié)能研究
        1.2.2 線控轉(zhuǎn)向?qū)嶒灆C(jī)構(gòu)研究
        1.2.3 線控轉(zhuǎn)向動力學(xué)模型研究
        1.2.4 線控轉(zhuǎn)向控制策略研究
    1.3 本文擬開展的研究工作
第2章 線控轉(zhuǎn)向汽車模型設(shè)計與仿真
    2.1 線控轉(zhuǎn)向汽車動力學(xué)模型創(chuàng)建
        2.1.1 輪胎模型
        2.1.2 整車模型
        2.1.3 駕駛員模型
    2.2 線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析
    2.3 線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)建模
        2.3.1 路感單元模型
        2.3.2 轉(zhuǎn)向單元模型
        2.3.3 線控轉(zhuǎn)向控制器建模
    2.4 線控轉(zhuǎn)向汽車仿真分析
        2.4.1 仿真軟件介紹
        2.4.2 仿真模型設(shè)計及接口參數(shù)
        2.4.3 仿真結(jié)果分析
    2.5 本章小結(jié)
第3章 汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能耗分析及參數(shù)優(yōu)化
    3.1 汽車行駛道路與工況分析
        3.1.1 彎道及其工況
        3.1.2 緊急轉(zhuǎn)向工況
    3.2 汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能耗分析
    3.3 電驅(qū)動轉(zhuǎn)向裝置參數(shù)優(yōu)化分析
        3.3.1 參數(shù)優(yōu)化分析思路
        3.3.2 機(jī)械系統(tǒng)能耗機(jī)理分析
        3.3.3 電機(jī)模型效率分析
        3.3.4 模型優(yōu)化
        3.3.5 優(yōu)化結(jié)果分析
        3.3.6 轉(zhuǎn)向器節(jié)能實例分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 基于能效提升的線控轉(zhuǎn)向裝置方案設(shè)計
    4.1 新型線控轉(zhuǎn)向裝置設(shè)計方案
        4.1.1 電驅(qū)動轉(zhuǎn)向節(jié)能裝置
        4.1.2 新型轉(zhuǎn)向盤系統(tǒng)
    4.2 電驅(qū)動可變阻尼液壓旋轉(zhuǎn)阻尼器
        4.2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計思路
        4.2.2 過渡曲線設(shè)計
    4.3 阻尼器阻尼系數(shù)計算
        4.3.1 該阻尼器受力分析
        4.3.2 流體壓強(qiáng)分析
        4.3.3 能耗分析
        4.3.4 阻尼系數(shù)計算
        4.3.5 葉片腔體容積波動分析
    4.4 阻尼器仿真分析
        4.4.1 參數(shù)選擇
        4.4.2 局部損失仿真
        4.4.3 能耗仿真
    4.5 本章小結(jié)
第5章 改進(jìn)機(jī)構(gòu)的能效優(yōu)化控制
    5.1 新型電驅(qū)動轉(zhuǎn)向單元能效控制
        5.1.1 能效優(yōu)化策略
        5.1.2 節(jié)能效果分析
        5.1.3 控制算法設(shè)計
        5.1.4 仿真分析
    5.2 新型轉(zhuǎn)向盤單元節(jié)能控制
        5.2.1 新型轉(zhuǎn)向盤系統(tǒng)節(jié)能原理
        5.2.2 能量消耗分析
        5.2.3 控制策略的實現(xiàn)
        5.2.4 仿真和分析
    5.3 本章小結(jié)
第6章 線控轉(zhuǎn)向?qū)嶒炁_設(shè)計及驗證
    6.1 實驗臺結(jié)構(gòu)及功能
    6.2 系統(tǒng)機(jī)構(gòu)設(shè)計
        6.2.1 回正力矩加載裝置
        6.2.2 電驅(qū)動轉(zhuǎn)向器
        6.2.3 路感模擬單元
    6.3 控制系統(tǒng)設(shè)計
        6.3.1 力矩加載控制系統(tǒng)
        6.3.2 PC機(jī)通訊系統(tǒng)
        6.3.3 控制程序設(shè)計
    6.4 臺架實驗驗證
    6.5 本章小結(jié)
第7章 結(jié)論與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄1 攻讀博士學(xué)位期間取得的科研成果
附錄2 攻讀博士學(xué)位期間參加的科研項目



本文編號：3850775