电动助力转向系统的建模与仿真分析研究

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1、分类号UDC密级编号专业硕士学位论文电动助力转向系统的建模与仿真分析研究AnalysisandResearchonModelingandSimulationofElectricPowerSteeringSystem学位申请人：聂骏指导教师：曹艳玲副教授合作教师：专业领域：车辆工程学位类别：工程硕士2015年06月独创性声明本人声明，所呈交的论文是我个人在导师指导下完成的研究工作及取得的研究成果。据我所知，文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得河南科技大学或其它教

2、育机构的其他学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：日期：摘要随着现代汽车技术的不断发展和完善，人们对汽车的行驶安全性和操纵稳定性提出了更高的要求。转向系统作为汽车的重要组成部分，其性能优劣直接关系到汽车的行驶安全性和操纵稳定性。传统的机械式转向系统完全依靠驾驶员手动力转动方向盘，操纵性能较差。电动助力转向系统（EPS）应时而生，相对于传统的转向方式，它更加安全、舒适性更好、节能环保，越来越多地应用于各种类型的汽车上。本文选择某轿车上的

3、轴助力式转向系统作为研究对象，围绕其关键零部件选型、系统建模及参数优化、助力特性分析等环节开展研究工作，并在此基础上构建了系统的仿真模型进行计算机辅助分析。通过对目前常见的几种电动助力转向系统进行分析和研究，选择轴助力式电动助力转向系统进行探讨。通过分析，确定了额定电压为48V的直流电机，选择了NGW型差动轮系减速机构并对其进行了三维建模设计。在对轴助力式EPS系统结构进行合理简化的基础上，建立了完整的动力系统模型，主要包括EPS模型、轮胎模型和二自由度整车模型等。基于系统整体关键参数设计了优化模型并采用优化算法

4、对其进行了求解，得到了一组优化参数。EPS的助力特性好坏直接决定着转向的轻便性和驾驶员路感的好坏。综合分析了目前三种助力特性的特点，本文选择了较为简单实用的直线型助力曲线，并在MATLAB/SIMULINK环境下建立了相应的仿真模型。最后在前文综合分析的基础上，建立了EPS的MATLAB/SIMULINK整体仿真模型。对电机电流的控制采用PID控制算法，以此分析系统的基本助力效果和转向后回正作用。结果表明，加入智能PID控制算法后的系统性能改善明显，从而验证了本文建立的模型正确、合理，对汽车EPS的设计和开发具有

5、重要的指导意义和现实意义。关键词：电动助力转向；减速机构；助力特性；MATLAB/SIMULINK；仿真论文类型：研究类选题来源：自选课题IIABSTRACTABSTRACTWiththecontinuousdevelopmentandimprovementofmodernautomotivetechnology,peopleoncarsdrivingsafetyandvehiclehandlingandstabilityputforwardhigherrequirements.Steeringsystemasa

6、nimportantpartofthecar,itsperformancedirectlyrelatedtovehiclesafetyandhandlingstability.Traditionalmechanicalsteeringsystementirelyonthedriver'shandpowertoturnthesteeringwheel,poormaneuverability.ElectricPowerSteering(EPS)systemshouldbeatimely,relativetoconve

7、ntionalsteeringmode,itismoresecure,bettercomfort,energysaving,moreandmoreusedforvarioustypesofvehicles.Paperchoosesshaftpowersteeringsystemonacarastheresearchobjectarounditssystemmodeling,selectionofkeycomponentsandsystemparameteroptimization,powercharacteris

8、ticsandotheraspectsofresearchwork,andonthisbasis,buildasystemsimulationmodelcomputer-aidedanalysis.Throughthecurrentseveralcommoncharacteristicsofelectricpowersteeringsystemanalysisandres