汽車EPAS動力學(xué)分析與控制方法研究.pdf

1、汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是影響汽車操縱穩(wěn)定性、主動安全性和舒適性的關(guān)鍵部件。電動助力轉(zhuǎn)向(EPAS)是一種全新的汽車動力轉(zhuǎn)向技術(shù)，它通過電子控制單元控制助力扭矩，直接依靠電機提供助力，可實現(xiàn)隨車速變化調(diào)整助力大小，保證汽車在低速行駛時輕便靈活，高速行駛時穩(wěn)定可靠。與液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（HPS）相比，EPAS具有節(jié)約燃料、提高主動安全性、有利于環(huán)保等優(yōu)點，是一項緊扣汽車發(fā)展主題的高新技術(shù)，符合現(xiàn)代汽車電子化、智能化發(fā)展的要求，成為動力轉(zhuǎn)向技術(shù)新的研究焦

2、點。論文以EPAS為研究對象，主要圍繞汽車EPAS系統(tǒng)設(shè)計、動力學(xué)分析和控制方法展開研究。 對EPAS的助力電機、減速機構(gòu)、扭矩傳感器等關(guān)鍵部件進行了選型和設(shè)計；推導(dǎo)了EPAS扭桿有效長度、剛度計算公式，驗證了推導(dǎo)公式的正確性，計算了所設(shè)計扭桿的剛度；利用應(yīng)力－強度分布干涉理論和一次二階矩法對扭桿可靠性進行了分析，得出所設(shè)計的扭桿在工作過程中穩(wěn)定可靠，為扭桿在實際應(yīng)用中的剛度、可靠性問題提供了理論分析依據(jù)；最后給出了EPAS總成

3、設(shè)計圖，為后續(xù)的研究奠定了基礎(chǔ)。 建立了EPAS系統(tǒng)動力學(xué)模型、輪胎模型和汽車模型，分析了汽車轉(zhuǎn)向阻力矩，得到了等效到轉(zhuǎn)向管柱上的轉(zhuǎn)向阻力矩方程。根據(jù)汽車良好操縱性能轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的要求，考慮汽車的瞬態(tài)響應(yīng)性能品質(zhì)，提出以汽車轉(zhuǎn)向靈敏度、側(cè)向加速度和轉(zhuǎn)向路感作為汽車EPAS系統(tǒng)轉(zhuǎn)向操縱性的三個評價指標(biāo)；推導(dǎo)出不同控制方法（電壓P、電壓PD、電流P、電流PD）下汽車轉(zhuǎn)向靈敏度、側(cè)向加速度和轉(zhuǎn)向路感的傳遞函數(shù)方程，通過Matlab仿真定性