微型轿车EPS的建模与仿真分析

论文摘要

作为微型轿车底盘的重要组成部分,转向系统的性能好坏将直接影响微型轿车的操纵稳定性。目前,在世界范围内对EPS的研究越来越多,越来越深入,但是用ADAMS/Car模块和MATLAB/simulink对微型轿车的操纵稳定性进行联合仿真的研究还不多。本文在总结前人所做工作的基础上,利用ADAMS/Car模块建立整车模型,并用这个整车模型的测试数据确定助力特性曲线,在MATLAB/Simulink中建立电动助力转向系统模型,使用ADAMS/Control将电动助力转向系统模型与整车模型联合,进行机电一体化仿真,来研究电动助力转向系统及其部分参数对操纵稳定性的影响。全文总共六章：第一章介绍了动力转向系统发展历程,研究了不同类型动力转向系统的结构特点,研究了电动助力转向系统的结构组成、工作原理、分类及分类标准,电动助力转向系统国内外研究现状并说明了本文主要的研究内容、意义。第二章介绍了本文使用的研究方法-多体系统动力学的理论,介绍了ADAMS的基本模块组成,理论基础及建模技巧,并对控制分析软件MATLAB做了详细的介绍。第三章首先介绍了ADAMS/Car,并介绍了在ADAMS/CAR里面建模的流程,利用ADAMS/Car建立本文所用模型的子系统,详细说明了所作的简化和假设,最后在标准模式下将所建立的各个子系统组装成整车模型。第四章详细介绍了助力特性曲线的概念、分类、设计准则,并比较了每种助力特性曲线的优缺点。讲解了本文所使用的一种直线型助力特性曲线的建立方法和建立过程,在MATLAB/Simulink中建立EPS系统模型,讲述了如何将微型轿车的整车机械模型和电动助力转向系统的数学模型连接起来及需要注意的细节,进行联合仿真验证所建立的联合仿真模型达到了研究的要求。第五章对汽车的操纵稳定性做了详细介绍,并介绍了操纵稳定性实验和操纵稳定性的评价方法,通过联合仿真研究了电动助力转向系统主要参数对整车操纵稳定性的影响。第六章对全文进行总结,介绍了本文所作的主要研究工作,并指出研究中存在的不足和对未来的展望。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 汽车电动助力转向系统概述
• 1.2 电动助力转向系统结构及工作原理
• 1.3 EPS及动力学仿真国内外研究现状
• 1.3.1 国外研究及应用现状
• 1.3.2 国内研究及应用现状
• 1.4 本文主要内容及意义
• 1.5 本章小结
• 第二章 多体动力学理论基础及软件介绍
• 2.1 多体动力学概述
• 2.1.1 多体动力学基本理论及其在汽车动力学分析中的应用
• 2.1.2 多刚体系统动力学的主要研究方法
• 2.1.3 多刚体动力学基础理论
• 2.2 ADMAS介绍
• 2.2.1 ADAMS软件概述
• 2.2.2 ADAMS的基本模块简介
• 2.2.3 ADAMS软件理论基础
• 2.2.4 ADAMS建模的注意事项
• 2.3 MATLAB/SIMULINK介绍
• 2.4 本章小结
• 第三章 虚拟环境下微型轿车机械系统整车动力学模型的建立
• 3.1 ADAMS/CAR模块简介
• 3.2 建立整车机械化模型
• 3.2.1 前后悬架建模
• 3.2.2 轮胎建模及路面谱建立
• 3.2.3 车身及动力系统,制动系统建模
• 3.2.4 转向系统建模
• 3.2.5 整车多体动力学模型
• 3.3 本章小结
• 第四章 EPS系统建模
• 4.1 助力特性的分析
• 4.1.1 助力特性的分类及设计原则
• 4.1.2 本文所建立的直线型助力特性曲线
• 4.2 电动助力转向系统建模
• 4.3 整车机械模型和EPS数字模型的连接
• 4.4 仿真验证
• 4.5 本章小结
• 第五章 基于EPS控制策略的整车操纵稳定性仿真分析及研究
• 5.1 操纵稳定性介绍
• 5.1.1 操纵稳定性试验概述
• 5.1.2 汽车操纵稳定性的实验方法
• 5.1.3 操纵稳定性的评价方法
• 5.2 EPS系统的参数对整车操纵稳定性影响的仿真分析
• 5.2.1 所研究EPS主要参数分析
• 5.2.2 操纵稳定性仿真实验与结果研究
• 5.3 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 不足与展望
• 参考文献
• 致谢