轿车电动助力转向系统的设计与仿真

转向系统是影响轿车操纵稳定性、舒适性和行驶安全性的关键系统之一。在转向系统的设计当中,存在着转向轻便性和转向灵敏性之间的矛盾,最初为解决这一矛盾,采用变传动比的机械转向系统或常规液压动力转向系统。二十一世纪由于即将面临的能源危机,对轿车的性能提出了更高的要求,上世纪八十年代动力转向系统家族推出了新的成员—电动助力转向系统(或称电动转向系统),具有减少整车油耗、环保、节省空间、降低重量等优点。 本文通过查阅和参考大量国内外相关技术文献资料,在深刻理解EPS系统的基本工作原理的基础上,详细介绍了电动助力转向系统的主要构成,提出了基于模糊控制理论的助力特性分析方案,本文所采用的控制策略与一般形式上的控制策略相比,减少了系统的环节、节约了空间。本文对EPS控制器的硬件电路和软件程序进行了设计。 最后,利用ADAMS/view模块建立整车模型,在Matlab/Simulink中建立EPS控制系统仿真模型,进行联合仿真,得到V=20km/h,40km/h,60km/h,80km/h,100km/h时电机的电流变化曲线图,与利用本文第3章所提出的助力电流获得方法所得到的助力电流值相比较,验证本文所建控制系统模型的正确性与实用性。根据电动机电流—电磁转矩特性,进一步得到电动机输出的助力转矩的变化曲线图,可以看出本文所设计的EPS系统可以为转向系统提供较好的助力矩,提高了转向的轻便性,并使高速时车辆的路感增强,提高了车辆行驶的主动安全性,达到的EPS系统设计的最初目标。