發(fā)布時間：2020-04-25 22:59

【摘要】：線控轉向系統(tǒng)(Steer by wire,SBW)取消了方向盤和轉向輪之間的機械連接,具有可變傳動比的特點,并能根據(jù)車輛的狀態(tài)進行主動轉向控制,對于提高車輛的操縱穩(wěn)定性具有重要研究意義。本文對線控轉向系統(tǒng)主動轉向控制進行研究。首先,以Matlab/Simulink和CarSim軟件為工具,建立了SBW汽車仿真平臺,選取了角階躍試驗工況和雙移線試驗工況進行了仿真試驗。仿真結果表明,建立的SBW汽車模型具有較好的角跟隨特性,能準確的描述車輛的運動狀態(tài)。其次,在分析車速和路面附著系數(shù)對汽車瞬態(tài)轉向特性影響的基礎上,基于穩(wěn)態(tài)橫擺角速度增益一定,設計了SBW系統(tǒng)在不同附著系數(shù)路面下的變角傳動比,選取了雙移線試驗工況和穩(wěn)態(tài)回轉試驗工況進行了仿真試驗。結果表明,具有變角傳動比的SBW汽車在不同附著系數(shù)路面下都有良好的操縱穩(wěn)定性。再次,建立了附著率和滑移率的線性回歸關系,利用RLS算法對回歸系數(shù)K進行了辯識,根據(jù)辨識的K值求得當前路面附著系數(shù)的估計值,選取了直線加速試驗工況進行了仿真驗證。結果表明,RLS估計算法在高、低附著系數(shù)路面都有較高的估計精度。在建立4自由度車輛動力學模型的基礎上,設計了基于擴展卡爾曼濾波(Extended Kalman Filter,EKF)算法的車輛狀態(tài)觀測器,對車輛質心側偏角、側傾角和側傾角速度進行了估計,選取了連續(xù)正弦轉向試驗工況進行了仿真驗證。結果表明,建立的觀測器在高、低附著系數(shù)路面都有較高的估計精度,對車速的變化有較好的魯棒性。最后,考慮到車輛系統(tǒng)的非線性和時滯時變性,提出了一種基于線性時變模型預測控制(LTV-MPC)的主動轉向控制方法。在考慮車輛橫擺、側向和側傾三個方向穩(wěn)定性的基礎上,選取橫擺角速度ω_r、質心側偏角β和側翻指數(shù)RI作為控制目標,設計了一種包括4種控制模式的模型預測切換控制器,并進行了極限工況下的仿真試驗。結果表明,MPC切換控制器能夠將控制目標限定在穩(wěn)定范圍內,通過附加前輪轉角防止了車輛在高速急轉彎工況下發(fā)生側翻的危險,但是由于附加轉角減小了前輪轉角,從而增加了轉彎半徑,導致車輛在緊急避障時不能順利避開障礙物。
【圖文】：

圖 2.1 方向盤模塊結構示意圖 Fig. 2.1 Sketch map of steering module BLDC 電磁轉矩方程： = 式中，， 為路感模擬電機轉子角速度。2.1.2 前輪轉向模塊模型前輪轉向模塊包括轉向執(zhí)行組件、齒向執(zhí)行組件是指轉向執(zhí)行電機及其減速器式轉向器；左、右轉向前輪組件是指左右轉模中忽略轉向執(zhí)行電機與轉向車輪之間的傳（1）轉向執(zhí)行組件：由轉向執(zhí)行電機

線控轉向系統(tǒng)主動轉向控制研究 )為轉向執(zhí)行電機作用在齒條上的力矩； 為轉向執(zhí)行電機轉子轉動慣量； 為轉向執(zhí)行電機粘性阻尼系角； 為轉向執(zhí)行電機轉子扭轉剛度； 為齒條位移；位移的傳動比； 為轉向小齒輪半徑。
【學位授予單位】：江蘇大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U463.4

【參考文獻】

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本文編號：2640787