本文關(guān)鍵詞：基于某乘用車主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真

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【摘要】：轉(zhuǎn)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(zhuǎn)向?yàn)榇碇鲃愚D(zhuǎn)向系統(tǒng)可以根據(jù)車輛行駛速度的不同,通過電機(jī)輸入從而改變轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的傳動比,兼顧低速轉(zhuǎn)向的靈敏與高速轉(zhuǎn)向的穩(wěn)定。然而在自主品牌中,搭載主動轉(zhuǎn)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(zhuǎn)向系統(tǒng)(AFS)通過行星輪機(jī)構(gòu)將電機(jī)的轉(zhuǎn)角疊加到方向盤轉(zhuǎn)角中去。即使在電機(jī)失效的情況下,車輛轉(zhuǎn)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(shè)計(jì)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(dāng)前國內(nèi)外在主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)方面的研究成果出發(fā),闡述了主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的研究意義,總結(jié)AFS的設(shè)計(jì)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(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)。在分析該雙行星輪傳動特點(diǎn)的基礎(chǔ)上選定了行星機(jī)構(gòu)的具體參數(shù),并選配了電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)。接著本文分析當(dāng)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(jì)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(zhuǎn)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(zhuǎn)向系統(tǒng)模型,由于AFS主要與轉(zhuǎn)向管柱是速度耦合,為保證轉(zhuǎn)向電機(jī)工作穩(wěn)定,本文為選用PID控制閉環(huán)控制AFS電機(jī)轉(zhuǎn)角,保證AFS系統(tǒng)的性能。在此基礎(chǔ)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(zhuǎn)向盤角階躍、雙移線、掃頻轉(zhuǎn)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(jī)的轉(zhuǎn)角,方向盤力矩等信號。仿真結(jié)果表明:在設(shè)定車速之內(nèi)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(cè)偏角與橫擺角速度,減少了車輛在轉(zhuǎn)向過程中橫擺角速度的波動,以及減小了車身的側(cè)偏角。
【學(xué)位授予單位】：西華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U463.4

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本文編號：1151582