线控转向前轮转角控制策略硬件在环仿真分析

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1、学位论文版权使用授权书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。本人授权江苏大学可以将本学位论文的全部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。保密口本学位论文属于，在年我解密后适用本授权书。不保密f71学位论文作者签名：镌趣I娟指导教师签名：耐年舌月8Et、一抄＼}钥湄独创性申明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容以外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过

2、的作品成果。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结果由本人承担。学位论文作者签名：穆镌瞒伽穹年‘月萝日江苏大学硕士学位论文1．1课题的提出第一章绪论弟一早殖V匕提高汽车的安全、节能、环保性能是汽车发展的趋势。随着汽车拥有量的增加和行驶速度的不断提高，汽车行驶的安全性越来越受到人们的重视，因而汽车操纵稳定性的研究是当前汽车研究中的一个热门课题。主动悬架、ABS、ASR，以及DYC等底盘控制技术已经在汽车上得到了应用。这些技术的采用使汽车的动力学特性，特别是在非线性区、极限工况下的动力学特性得到了改善，在汽车的操纵性、安全性

3、以及舒适性方面取得了良好的效果。在汽车转向方面，4WS和ARC(ActiveRearContr01)等电子转向技术的应用，提高了汽车的响应特性，改善了线性区的汽车动力学特性【11。但是，汽车转向系统是决定汽车主动安全性的关键总成，所以如何设计车辆转向系统，使汽车具有良好的操纵性能，一直都是车辆设计人员的重要研究课题。特别是在车辆高速化、驾驶人员非职业化、车流密集化的今天，针对更多不同水平的驾驶人群，汽车的易操纵性设计显得尤为重要。回顾现代汽车转向系统的发展历程，在传统的机械转向系统中，驾驶员的转向操作是通过转向器和一系列的杆件传递到转向车轮的。四十年代起，为了减轻驾驶员体力

4、负担，液压助力转向系统(HydraulicPowerSteering，简称lIPS)应运而生，由于其技术成熟、工作可靠，目前仍然得到广泛应用。近年来，由于安全、节能、环保等方面的要求，车辆系统中越来越多的采用电子部件。电液助力转向系统(Electro．HydraulicPowerSteering，简称EI-IPS)、电动助力转向系统(ElectricalPowerSteering，简称EPS)，具有节能、助力特性可以随车辆运动参数调节等优点而成为车辆转向系统研究热点【21。汽车电动助力转向系统采用助力电机代替液压系统，与液压助力系统相比，除节省能源外，还提高了车辆的环保性；

5、对不同车型、不同工况以及不同驾驶员所需的不同助力特性可以通过控制器中的控制算法进行修改，方便快捷；能有效地降低驾驶员体力负担，提高了汽车操纵稳定性。如果将驾驶员的转向操作与转向车轮之间通过信号及控制器连接起来，驾驶江苏大学硕士学位论文员的转向操作仅仅是向车辆输入自己的驾驶指令，由控制器根据驾驶员指令、当前车辆状态和路面状况确定合理的前轮转角，从而实现转向系统的智能控制，必将提高车辆操纵稳定性，降低驾驶员的操纵负担，改善人一车闭环系统性能，线控转向系统(Steering．By．W讹System，简称SBW)应运而生。由于线控转向系统取消了方向盘和转向车轮之间的机械连接，完全摆

6、脱了传统转向系统的各种限制，可以自由设计汽车转向系统的力传递特性和角传递特性，给汽车转向特性带来很大的设计空间，是汽车转向系统的重大革新。但是，目前线控转向还没有达到传统机械转向系统和液压、电动助力系统的可靠程度，而转向实验台在转向系统开发、改进及测试方面可起到至关重要的作用。硬件在环仿真作为一种先进的仿真技术，它的出现改变了汽车控制系统的传统开发手段，通过硬件在环仿真系统模拟汽车的各种运行工况，可以对汽车控制系统的性能进行测试和评估，为汽车控制系统的开发提供了方便快捷的途径。通过相对安全性更高的台架试验，可以对线控转向系统的各项参数、主要性能以及控制算法，进行设计和改进，

7、以提高其可靠性。为此，本课题设计了线控转向硬件在环实验台，对线控转向上层控制策略以及转向执行电机控制策略进行深入研究，为后续线控转向系统的控制奠定一定的理论实践基础。1．2线控转向系统的发展历程1．2．1线控转向系统国外发展现状二十世纪五十年代，TRW等转向系统丌发商就曾经大胆假设，将方向盘与转向车轮之间用电线传递信号代替原有的机械连接。六十年代末，德国Kasselmann等人设计了与此类似的主动转向系统，这便是线控转向系统原型【3】。但是受到当时电子技术以及控制技术的约束，线控转向系统一直无法在实车上实现，对它的