汽车电控液压助力转向系统的动力学分析与仿真

论文摘要

汽车电控液压助力转向(EHPS)系统能够有效地提高汽车的燃油经济性、操纵稳定性、驾驶舒适性和主动安全性等多方面的性能,同时又具有环保特性。因此,电控液压助力转向系统成为动力转向技术研究的焦点。电控液压助力转向系统是一种依靠电动机带动液压泵提供转向助力的转向系统,助力大小由电子控制单元(ECU)计算并控制,能根据车辆的运行状态和驾驶员的转向操作,实时提供与之相适应的助力,使汽车在低速行驶转向时具有良好的轻便性,在高速行驶转向时具有更好的稳定性。论文基于电控液压助力转向系统的结构、工作原理及关键部件的性能特点,提出系统设计要求;按照系统对助力特性的要求,提出助力特性曲线的设计方法,确定采用直线型助力特性曲线;依据助力需求,对系统的控制策略进行分析,确定了既满足助力特性曲线又兼顾紧急转向工况的控制策略,采用电动机转速、电流双闭环PID控制方法调节直流电动机的转速,保证系统具有良好的稳态性能和动态性能;通过对电控液压助力转向系统的动力学分析,建立基于AMESim和Simulink的EHPS系统的联合仿真模型;进行无刷直流电动机、助力液压缸及转向特性仿真试验,仿真结果表明:论文所采用的控制策略,可以保证车辆低速行驶时的轻便性和高速行驶时的路感,有效地改进了汽车的响应速度和操纵稳定性,为电控液压助力转向系统的开发提供了重要的理论依据,并且可见联合仿真试验在电控液压助力转向系统的动力学分析与仿真方面的优势和有效性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 电控液压助力转向系统介绍
• 1.2.1 电控液压助力转向（EHPS）系统的结构和工作原理
• 1.2.2 电控液压助力转向（EHPS）系统的特点
• 1.2.3 EHPS 系统的国内外发展现状和趋势
• 1.3 本课题研究意义、内容及成果
• 1.3.1 课题研究意义
• 1.3.2 本文研究的主要内容
• 1.3.3 课题研究成果
• 第二章 EHPS 系统的助力特性分析
• 2.1 EHPS 系统对助力特性的基本要求
• 2.2 EHPS 系统的助力特性的表现形式
• 2.2.1 线性助力特性曲线
• 2.2.2 非线性助力特性曲线
• 2.3 EHPS 系统的助力特性曲线设计
• 2.4 本章小结
• 第三章 EHPS 系统的控制
• 3.1 EHPS 系统控制策略
• 3.1.1 附加力矩的分析
• 3.1.2 EHPS 系统的控制算法
• 3.1.2.1 PID 控制原理
• 3.1.2.2 无刷直流电动机的控制
• 3.2 EHPS 系统的控制流程图
• 3.3 本章小结
• 第四章 EHPS 系统的建模
• 4.1 AMESim 软件和Simulink 软件简介
• 4.1.1 AMESim 建模仿真软件介绍
• 4.1.2 Simulink 软件的介绍
• 4.1.3 AMESim 与Simulink 的联合应用
• 4.2 EHPS 系统在AMESim 中建立的模型
• 4.3 EHPS 系统的控制模型的建立
• 4.3.1 双闭环PID 控制系统建模
• 4.3.2 助力特性的控制模块
• 4.3.3 附加力矩的Simulink 控制模型
• 4.3.4 整个EHPS 系统的控制模型
• 4.4 EHPS 系统整体模型
• 4.5 本章小结
• 第五章 EHPS 系统的动力学分析及仿真
• 5.1 无刷直流电动机的仿真结果
• 5.2 液压部分的仿真结果
• 5.3 阶跃试验
• 5.4 转向回正性试验
• 5.5 本章小结
• 第六章 全文总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 在学期间发表的论著及取得的科研成果