基于模糊控制的电动助力转向系统的研究与开发（可复制论文）.pdf

湖南大学
硕士学位论文
基于模糊控制的电动助力转向系统的研究与开发
姓名:王雄波
申请学位级别:硕士
专业:机械电子工程
指导教师:余群明
20080422
摘要汽车电子化是当前汽车技术发展的必然趋势。继电子技术在发动机、变速器、制动器和悬架等系统得到广泛应用之后,国内外轿车和轻型汽车采用电动助力转向,简称系统逐步取代传统液压助力转向系统。电动助力转向系统采用电动机直接提供助力,助力大小由电控单元制,具有助力大小可调、路感良好、环保、节能和维修方便等优点,是当前汽车技术发展的研究热点和前沿技术之一。本文首先论述了低车奶氐恪⒐ぷ髟砗徒峁梗訣系统的关键部件如转矩传感器、电动机以及电子控制单元等进行了详细的说明,为系统开发和部件选型提供了依据。接着从助力特性和控制策略两方面对低辰辛松钊胂钢碌难芯俊I杓了基于模糊控制的电动机助力电流的决策方法,得到了在不同车速和转向盘力矩输入下的助力特性曲线,曲线表明基于模糊控制的助力控制策略是符合实际系统在转向过程中对助力的要求的;并对提高汽车驾驶舒适性和操纵稳定性的转向阻尼控制和回正控制策略进行了讨论。在此基础上,建立低撤抡婺P停设计了电动机电流的妥允视δ:齈控制器。仿真结果表明,电流控制器针对目标电流具备较高的响应速度和良好的跟踪性,所制定的助力控制策略和电流控制方法可以很好满足实际转向系统的使用要求。最后,给出了一整套低矱硬件设计方案,详细介绍了永磁无刷直流电动机的驱动电路和电动机与低晨刂撇呗韵喽杂Φ娜止ぷ髂J健8低车墓δ芤G螅隽薊软件组成和工作流程图。本文所研究的内容为低车目7⑻峁┝酥匾@砺刍『蜕杓品椒ǎ哂实际指导意义。关键词:电动助力转向;助力特性;模糊控制;电子控制单元硕十学位论文卜
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五耀孵日期:加粤年孪日期:矽,名年厂月加日湖南大学学位论文原创性声明日期:≥∞阹月矽日学位论文版权使用授权书本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名:本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于⒈C芸冢年解密后适用本授权书。⒉槐C茑颉朐谝陨舷嘤Ψ娇蚰诖颉啊导师签名:
,简称系统以来,液压助力转向系统在轿车上得到了迅速发展。随着生产技术的发展,动力转向系统在体积、价格和所消耗的功率等方面都取得了惊人的进步。在世纪年代后期,又开发了变减速比、电控液压助力转向系统。经过几十年的发展,液压助力转向系统已经非常成熟,并已成为大部分轿车的标准装备,但是汽车动力转向系统的技术革新都是基于液压助力转向系统的,无法消除低吃诓贾谩沧啊⒚芊庑浴⒉僮灵敏度、能量消耗、磨损与噪声等方面的缺陷。直到年日本铃木公司首次开发出电动助力转向,简称系统,才真正摆脱了液压助力转向系统的束缚。此后,电动助力转向技术得到迅速发展,其应用范围已经从微型轿车向大型轿车和客车方向发展。目前国外的发展趋势是用电动助力转向系统逐步取代液压助力转向系统。电动助力转向已成为世界汽车动力转向技术发展的研究热点。汽车转向系统按转向能源的不同可分为:机械转向系统和动力转向系统两大类哺;底O蛳低骋约菔辉钡奶辶ψ魑WO蚰茉矗写ǖ萘Φ墓辜际腔的,主要由转向操纵机构、转向器和转向传动机构三大部分组成。动力转向系统是将发动机输出的部分机械能转化为压力能虻缒,并在驾驶员控制下,对转向传动机构或转向器中某一传动件施加辅助作用力,使转向轮偏摆,以实现汽车转向的一系列装置。采用动力转向系统的汽车转向所需的能量,在正常情况下,只有小部分是驾驶员提供的体能,而大部分能量由发动机驱动的油泵、空气压缩机或发电机所提供的液压能、气压能或电能,通过转向加力装置提供,从而减轻驾驶员的转向操纵力。但在转向加力装置失效时,一般还应当能由驾驶员独立承担汽车转向任务阳R虼耍ψO蛳低呈窃诨底O蛳低车幕础上加设一套转向加力装置而形成的。液压助力转向于世纪年代应用在重型车辆上。由于当时汽车装载质量和整备质量的增加,在转向过程中所需克服的前