首页> 正文

C型电动转向器动力学分析与研究

2020-11-22阅读(517)

C型电动转向器动力学分析与研究

论文摘要

电动转向系统（Electric Power Steering，以下简称EPS）是一种新型的车辆转向动态控制系统，与传统的机械转向系统和液压助力转向系统相比，它具有更好的抗干扰性能、燃油经济性能、低温启动性能、安全性和环保性能等。 电动转向系统的动力学研究是电动转向器研发的基础。电动转向器与路面条件、转向齿轮齿条、驾驶员的转向操作一起组成电动转向系统。电动转向系统的动力学特性研究就是讨论在汽车电动转向系统的运动及在运动中所受力的相互作用与转向性能的关系，主要探讨以下两方面的问题： ① 电动转向器的助力电机提供的转向助力的控制（物理系统构成和控制策略）和优化（物理系统对转向助力信号的影响因素）。 ② 电动转向系统在不同工况（包括直线行驶、正常转向、快速转向、原地转向等）下的动力学特性，包括转向轻便性、频域响应特性、瞬态响应特性等。 本文以昌合北斗星汽车装备的C型EPS为对象，应用系统动力学原理对电动转向器的机械部件如扭杆、齿轮齿条和蜗轮蜗杆及电控系统的部件如转矩传感器、车速传感器输入、电机等进行输入输出关系的分析，通过实验和仿真的方法，建立了C型EPS的机械系统部件和电控部分的功能模块的数学模型。 通过对影响助力电机电流的几个因素：电枢转动时的阻尼、电枢转动惯量进行的分析和研究，确定了助力电流的阻尼、回正补偿机制。综合应用PD控制、相位补偿、反馈控制等多种控制技术对电动转向器的助力电机提供的转向助力的控制，设计以了助力电机的电流为控制对象的EPS控制系统的数学模型，该模型基于直线型助力曲线设计，控制的目的是使助力电机的电流能够准确跟踪电流期望值。 本文建立了以路面转向负载与转向小齿轮的转角变化为输入输出关系的电动转向系统的机-电综合动态特性数学模型，研究结果表明PD控制比单一的比例控制使EPS系统具有更好的频率响应和瞬态响应性能，可以有效地减小路面冲击造成的方向盘的振动冲击。 本文还应用三维建模软件Pro／E创建C-EPS样机实体模型并导入机械动力学仿真分析软件ADAMS中，构建一个从地面到方向盘的EPS系统的全尺寸的昌合汽车的模型。同时，应用综合仿真技术，将ADAMS环境下的EPS机械系统模型与数值分析软件MATLAB下的电控系统模型结合，得到了基于整车的EPS完整的机-电联合系统仿真模型。在该模型上进行了车辆在方向盘的转向输入及道路的输入情况下的动态响应分析。这种联合仿真技术对EPS性能评估和校准以及对车辆的操作综合性能研究有实用价值。 本文通过对EPS的主要部件如电机的助力特性、传感器的输出特性、扭杆的刚度等进行试验研究，开发了相关的试验方法，获取了EPS动态特性研究的第一手数据。试验结果用于EPS的特性研究中并填补国内EPS设计的数据资料空白。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 1.1 电动转向系统及其特点
  • 1.2 国内外电动转向器研发的现状
  • 1.3 汽车电动转向系统动力学研究现状
  • 1.4 本章小结
  • 1.5 本文的研究内容与章节安排
  • 第2章 电动转向器的数学建模
  • 2.1 概述
  • 2.2 ECU的输入／输出信号
  • 2.2.1 汽车转向信号
  • 2.2.2 车速信号
  • 2.2.3 ECU的输出信号
  • 2.3 EPS控制器控制模式
  • 2.4 EPS的部件建模
  • 2.4.1 EPS的机械结构部件建模
  • 2.4.2 EPS的电控部分建模
  • 2.5 EPS系统的数学建模
  • 2.5.1 比例控制
  • 2.5.2 比例加微分控制
  • 2.5.3 EPS系统的模型
  • 2.6 本章小结
  • 第3章 基于ADAMS的EPS仿真模型的建立
  • 3.1 EPS的Pro／E实体建模
  • 3.2 建立ADAMS下的EPS仿真模型
  • 3.3 基于ADAMS／CAR的微型客车整车模型的建立
  • 3.3.1 ADAMS／CAR建模步骤
  • 3.3.2 整车建模相关参数的确定
  • 3.3.3 建模假设和简化
  • 3.4 整车建模
  • 3.4.1 转向系统建模
  • 3.4.2 前悬架建模
  • 3.4.3 后悬架建模
  • 3.4.4 轮胎建模及路面谱的建立
  • 3.4.5 车身及其它子系统建模
  • 3.4.6 整车多体动力学模型
  • 3.5 本章小结
  • 第4章 基于ADAMS与MATLAB的EPS系统联合仿真
  • 4.1 以齿条位移为输出的EPS的Matlab-Simulink模型
  • 4.2 ADAMS-MATLAB联合仿真控制系统模型设计
  • 4.2.1 系统输入／输出变量设计
  • 4.4.2 联合仿真控制模型
  • 4.3 MATLAB-ADAMS联合仿真结果及分析
  • 4.3.1 转向轻便性分析
  • 4.3.2 扫描正弦转向（Swept-sine steer）仿真分析
  • 4.4 本章小结
  • 第5章 电动转向器的实验研究
  • 5.1 转矩传感器的实验研究
  • 5.1.1 转矩传感器的结构
  • 5.1.2 扭杆弹簧的刚度
  • 5.1.3 电位器的静态特性实验研究
  • 5.2 助力特性曲线实验
  • 5.2.1 实验内容和实验系统构成
  • 5.2.2 实验结果的分析和研究
  • 5.3 本章小结
  • 第6章 总结与展望
  • 6.1 全文总结
  • 6.2 研究展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 攻读博士学位期间发表相关论文
  • 附录

    • 相关论文文献

    • [1].动力转向器转阀结构分析与检修[J]. 汽车实用技术 2020(02)
    • [2].汽车转向器损坏案例原因分析[J]. 时代汽车 2018(08)
    • [3].变传动比循环球转向器的参数设计方法[J]. 西安交通大学学报 2017(10)
    • [4].汽车动力转向器残油流体特性分析[J]. 长春工业大学学报 2015(06)
    • [5].开芯无反应转向器在压路机上的匹配研究[J]. 筑路机械与施工机械化 2015(04)
    • [6].基于循环球转向器的实例检索策略研究[J]. 组合机床与自动化加工技术 2020(10)
    • [7].商用车转向器支架断裂分析及轻量化[J]. 汽车文摘 2020(06)
    • [8].一种转向器齿扇齿条副的设计与分析[J]. 机械设计与制造 2017(03)
    • [9].快速对比测量在转向器生产中的应用[J]. 汽车工艺师 2017(07)
    • [10].客车转向系统转向器定位方法研究[J]. 客车技术与研究 2016(03)
    • [11].汽车转向器总成有限元仿真分析[J]. 黑龙江科技信息 2014(32)
    • [12].汽车动力转向器油路分析及排油方法[J]. 长春工业大学学报 2015(02)
    • [13].国产转向器盼自立[J]. 时代汽车 2013(06)
    • [14].汽车电动转向器选型与匹配[J]. 汽车零部件 2013(01)
    • [15].循环球电动转向器的研制[J]. 汽车零部件 2012(01)
    • [16].汽车转向器易损的原因[J]. 农机使用与维修 2008(06)
    • [17].面向同步开发的汽车转向器协同设计过程建模[J]. 工程技术研究 2019(19)
    • [18].关注未来汽车技术,让汽车转向器更智能[J]. 汽车工艺师 2018(06)
    • [19].循环球动力转向器性能测试系统设计与实现[J]. 汽车实用技术 2016(03)
    • [20].关于汽车转向器变厚齿的研究与讨论[J]. 科学中国人 2016(09)
    • [21].转向器前期自动化磨合设备的开发[J]. 机电工程技术 2013(06)
    • [22].基于成组技术设计汽车转向器装配用随行夹具[J]. 机械工程师 2011(10)
    • [23].汽车动力转向器优化匹配设计[J]. 客车技术与研究 2010(05)
    • [24].汽车转向器行业发展稳中有忧[J]. 汽车零部件 2010(01)
    • [25].风雨兼程二十载 继往开来迎挑战——中国汽车工业协会转向器委员会成立二十周年[J]. 汽车零部件 2010(12)
    • [26].汽车液压助力式转向器检测[J]. 汽车零部件 2009(09)
    • [27].基于正交试验的汽车转向器排油方法研究[J]. 制造业自动化 2015(24)
    • [28].一种新型大客车转向器[J]. 城市公共交通 2014(10)
    • [29].汽车液压动力转向器内泄漏参数的在线试验测量[J]. 液压与气动 2012(05)
    • [30].汽车转向器总成轻量化设计[J]. 现代零部件 2010(11)

    标签：;  ;  ;  ;  ;  

    C型电动转向器动力学分析与研究
    下载Doc文档

    猜你喜欢

    © 2024 毕速过 版权所有 鄂ICP备12018319号-5