基于虚拟样机技术的线控转向研究

论文摘要

线控转向系统是线控驾驶技术的关键组成部分。线控转向的设计开发既要有理论上的支持,更要有必要的试验验证环境。本文在回顾国内外线控转向系统发展现状的基础上,运用键合图理论建立了线控转向系统键合图模型,剖析了线控转向的本质:线控转向系统是双输入双输出系统。即将驾驶员输入的转角和转向轮输入回正力矩看作系统输入,转向反馈电机和转向执行电机的电流看作系统输出。本文运用模糊控制理论,借助MATALB模糊逻辑工具箱建立了线控转向模糊可变传动比模型;讨论了路感反馈的来源问题。借助ADAMS/Car、ADAMS/Controls和MATLAB/Simulink之间的联合仿真,本文建立了线控转向系统的纯软件仿真环境。在纯软件仿真环境下,通过设置角输入模式,验证了设计的线控转向模糊可变传动比算法,结果表明:在线控转向系统中,通过设置合适的可变传动比,能够实现在低速行驶时减小方向盘转动角度、高速行驶时提供合适的转向灵敏度的目的。在纯软件仿真环境下,通过设置力输入模式,分析线控转向系统路感反馈力矩参考源,结果表明:选择转向执行电机输出力矩、选择转向输入轴、齿条处的力矩作为路感反馈的来源没有显著差别。因此,可以直接以转向执行电机的输出力矩作为路感反馈来源。最后讨论了线控转向系统硬件试验台的结构和算法的架构。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的提出
• 1.2 国内外的研究现状
• 1.2.1 国外线控转向研究现状
• 1.2.2 国内线控转向研究现状
• 1.3 线控转向系统的发展趋势
• 1.4 本文的主要研究内容
• 第二章 线控转向本质剖析
• 2.1 概述
• 2.2 键合图理论概述
• 2.2.1 键合图理论的产生背景
• 2.2.2 键合图理论的发展历史
• 2.2.3 键合图理论的特点
• 2.3 键合图理论的基本原理
• 2.3.1 通口、键的接含义
• 2.3.2 广义变量
• 2.3.3 基本键图元件
• 2.3.4 键合图理论其他方面
• 2.4 电动助力转向系统键合图模型
• 2.4.1 电动助力转向系统
• 2.4.2 电动助力转向系统键合图模型
• 2.5 齿轮齿条式线控转向系统键合图模型
• 2.5.1 齿轮齿条式线控转向系统
• 2.5.2 线控转向系统键合图模型
• 2.6 线控转向本质剖析
• 2.7 本章小结
• 第三章 带有线控转向的虚拟样车模型
• 3.1 概述
• 3.2 虚拟样机技术与ADAMS
• 3.2.1 虚拟样机技术
• 3.2.2 ADAMS
• 3.3 ADAMS/Car建模过程
• 3.4 线控转向系统模型
• 3.4.1 ADAMS/Car中的齿轮齿条式转向系统模板
• 3.4.2 齿轮齿条式线控转向系统模板
• 3.5 用于虚拟样车的实验装配
• 3.6 其它总成模型
• 3.7 虚拟样车模型
• 3.7.1 模型装配
• 3.7.2 模型验证
• 3.8 本章小结
• 第四章 线控转向基本算法设计
• 4.1 概述
• 4.2 模糊控制理论
• 4.2.1 模糊控制的发展
• 4.2.2 模糊控制基本结构
• 4.3 MATLAB及其模糊逻辑工具箱
• 4.4 线控转向模糊可变传动比
• 4.4.1 线控转向可变传动比概述
• 4.4.2 模糊可变传动比输入变量及其模糊化
• 4.4.3 线控转向模糊可变传动比的模糊规则库
• 4.4.4 线控转向模糊可变传动比变量清晰化
• 4.5 转向路感与方向盘力矩
• 4.5.1 转向路感
• 4.5.2 方向盘力矩设计
• 4.6 本章小结
• 第五章 线控转向系统纯软件仿真分析
• 5.1 概述
• 5.2 ADAMS/Car与MATALB联合仿真
• 5.2.1 联合仿真
• 5.2.2 ADAMS/Car与MATLAB联合仿真方法
• 5.3 双移线试验
• 5.4 角输入模式下仿真分析
• 5.4.1 仿真结果
• 5.4.2 仿真结果分析
• 5.5 力输入模式下仿真分析
• 5.5.1 仿真结果
• 5.5.2 仿真结果分析
• 5.6 本章小结
• 第六章 线控转向硬件试验台结构和算法的架构
• 6.1 概述
• 6.2 线控转向硬件在环仿真试验台的硬件结构
• 6.2.1 线控转向系统的软、硬件
• 6.2.2 线控转向系统硬件在环仿真试验台总体方案
• 6.3 线控转向系统的算法的架构
• 6.3.1 线控转向系统的算法概述
• 6.3.2 线控转向系统的性能算法描述
• 6.4 本章小结
• 结论与建议
• 一、结论
• 二、建议
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果
• 致谢