电动助力转向系统的建模与仿真技术VIP免费

第37卷第1期吉林大学学报(工学版Vol.37No.12007年1月JournalofJilinUniversity(EngineeringandTechnologyEditionJan.2007收稿日期:2006203216.基金项目:北京市科学技术委员会项目(D0305002040111.作者简介:施国标(1972,男,讲师,博士.研究方向:车辆系统动力学与电子控制.E2mail:sgb@bit.edu.cn电动助力转向系统的建模与仿真技术施国标1,申荣卫1,2,林逸1(1.北京理工大学机械与车辆工程学院,北京100081;2.邢台职业技术学院汽车系,河北邢台054035摘要:概述了电动助力转向系统(EPS的结构和工作原理,并介绍了电动助力转向系统助力特性的设计方法。在分析了电动助力转向系统各组成部分数学模型的基础上,Simulink的电动助力转向系统仿真模型。采用了PID流进行闭环跟踪控制。仿真结果表明:间的矛盾,同时,。关键词:;;:167125497(20070120031206ModelingandsimulationofelectricpowersteeringsystemShiGuo2biao1,ShenRong2wei1,2,LinYi1(1.SchoolofMechanicalandVehicleEngineering,BeijingInstituteofTechnology,Beijing100081China;2.DepartmentofAutomobile,XingtaiVocationalandTechnicalCollege,Xingtai054035,ChinaAbstract:Thestructureandworkingprincipleoftheelectricpowersteering(EPSsystemweresummarizedandthedesignmethodoftheassistancecharacteristicoftheEPSsystemwasintroduced.FromtheanalysisofthemathematicalmodelsofthecomponentmodulesoftheEPSsystemasimulationmodelbasedonSimulinkwasbuilt.Theclose2loopcontrolstrategiesofPIDandPWMwereadoptedtocontrolthetargetcurrentofthemotoroftheEPSsystem.Thesimulationresultsshowthatthedesignedassistancecharacteristicalleviatesthecontradictionbetweenthesteeringagilityandtheroadfeel,andtheactualcurrentofthemotorfollowspreciselythetargetcurrent,provingthevalidityofthecontrolstrategy.Keywords:vehicleengineering;electricpowersteering(EPS;assistancecharacteristic;modeling;simulation电动助力转向系统的开发一般包括系统总体设计、建模仿真、试验台试验、实车试验、性能优化等环节[1]。其中,建模仿真的任务主要是用数学分析的方法建立电动助力转向系统各组成部分的数学模型,然后利用仿真软件建立整个系统的仿真模型。通过仿真分析,可以初步完成系统的设计,减少开发成本,加快开发进程。作者开发了基于Simulink的电动助力转向仿真模型,为便于仿真,引入了驾驶员模型模拟驾驶员的操作。利用该模型可进行电动助力转向系统的稳定性分析、助力特性研究以及控制策略的验证等重要工作,初步完成电动助力转向系统的匹配设计和基本控制参数的标定,为以后控制器的开发、试验台试验和实车试验打下基础。吉林大学学报(工学版第37卷1系统的结构和工作原理图1为转向轴助力式电动助力转向系统的结构简图。该系统由机械转向系统、转向盘转矩传感器、车速传感器、电流传感器、控制器、助力电动机及减速机构等组成。图1电动助力转向系统结构简图Fig.1SchematicdiagramofEPS转向盘转矩传感器安装在转向轴上,用来检测转向盘上的转矩大小和方向。控制器根据转矩传感器进行助力控制。车速信号一般从仪表板上的车速表处获取,控制器根据车速信号对助力大小进行修正,以改善驾驶员在高速转向时的路感。电流传感器接在电动机电枢回路中,用来检测实际电动机的助力电流,控制器根据此电流完成电流的闭环控制。对助力的基本要求是,随转向盘转矩的增加,助力应增加,以使转向轻便;随车速的提升,助力应减小,以保持高速转向时的路感。另外,转向系统还应对来自路面的高频干扰有一定的抑制作用,以改善转向盘的手感。2助力特性的确定助力特性是指转向盘转矩与助力转矩(或助力电流之间的关系。电动助力转向的助力特性一般有3种:直线型、折线型和曲线型,见图2。由于直线型形式简单,容易调节,被广泛采用[1]。图2中直线段的斜率一般被称为助力比,直线段的助力电流与转向盘的转矩成正比。以直线图2EPS助力特性型式Fig.2TypesofassistancecharacteristicofEPS型助力特性为例,介绍助力特性的确定方法。直线型助力特性需要确定以下4个参数。(1开始...