新型电动液压转向系统建模及耦合分析
电气工程中电液伺服系统的建模与控制
电气工程中电液伺服系统的建模与控制电液伺服系统在电气工程中扮演着重要的角色，它是将电力和液压技术相结合的一种控制系统。
本文将探讨电液伺服系统的建模与控制方法，旨在帮助读者深入了解该系统的原理和应用。
1. 引言电液伺服系统是一种将电力与液压技术相结合的控制系统，它具有快速、精确以及大扭矩输出的特点，广泛应用于工业自动化领域。
该系统通常由液压执行机构、液压装置、电机、传感器以及控制器等组成。
2. 电液伺服系统的建模电液伺服系统的建模是理解系统行为和进行控制设计的重要基础。
一般来说，电液伺服系统的建模可以分为力平衡模型和压力平衡模型两种。
2.1 力平衡模型力平衡模型是基于力学平衡原理建立的，它通过分析液体在液压缸内的流动以及液压缸和负载之间的力平衡关系来描述系统行为。
该模型主要考虑了负载的机械特性以及阀门的开度对液体流量和压力的影响。
2.2 压力平衡模型压力平衡模型是基于流体的压力平衡原理建立的，它通过分析液体在液压缸内的流动以及阀门的开度对液体流量和压力的影响来描述系统行为。
该模型不考虑负载的机械特性，主要关注液体流动的特性以及阀门对压力的调节。
3. 电液伺服系统的控制电液伺服系统的控制主要包括位置控制、速度控制和力控制三种。
在控制设计中，通常使用比例积分微分（PID）控制器或模糊控制器来实现系统性能的改善。
3.1 位置控制位置控制是电液伺服系统中最常见的一种控制方式。
它通过控制液压缸的位置来实现对负载的准确控制。
在控制设计中，可以根据负载的特性选择适当的控制方法，如PID控制器或模糊控制器。
3.2 速度控制速度控制是电液伺服系统中实现对负载速度精确控制的一种方式。
在速度控制中，控制器通常根据传感器反馈的速度信号来调节液压缸的速度。
PID控制器常被用于速度控制中，通过调节比例、积分和微分参数来改善系统的响应性能。
3.3 力控制力控制是电液伺服系统中实现对负载施加特定力的控制方式。
在力控制中，控制器通常调节液压缸施加的力来满足特定的要求。
基于热-结构耦合的某液压动力转向器结构有限元分析
液压自动换向阀仿真分析及优化设计
第 ３ ３ 卷 第１ ２ 期
文章编号 ： １ ０ ０ ６—９ ３ ４ ８ （ ２ ０ １ ６ ） １ ２— ０ ２ ２ ０—０ ５
计
算
机
仿
真
２ ０ １ ６ 年１ ２ 月
液 压 自动 换 向 阀仿 真 分 析 及 优 化 设 计
吴 万荣 ， 黄 启彬 ， 娄 磊
（ 中南大学机电工程学 院， 湖南 长沙 ４ １ ０ ０ １ ２ ） 摘要 ： 液压激振系统中换 向阀在高频换 向情况下换 向行程将大幅衰减 。 导致阀的通油能力下 降， 使 阀不能适应高频大流量激
关键词 ：自动换 向阀 ； 高频大流量激振 系统； 换 向频率 ； 换 向行程
中图分类号 ： Ｔ Ｈ１ ３ ７ 文献标识码 ： Ｂ
Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ａ ｎ ｄ Ｏｐ ｔ ｉ ｍａ ｌ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ Ｈｙ ｄ ｒ ａ ｕ ｌ ｉ ｃ
汽车电动转向器动力学建模与控制仿真分析
汽车电动转向器动力学建模与控制仿真分析编号无锡太湖学院毕业设计（论文）题目：汽车电动转向器动力学建模与控制仿真研究信机系机械工程及自动化专业学号： 0923217学生姓名：鲍维俊指导教师：陈炎冬（职称：讲师）（职称：）2021年5月25日无锡太湖学院本科毕业设计（论文）诚信承诺书本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文）汽车电动转向器动力学建模与控制仿真研究是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，其内容除了在毕业设计（论文）中特别加以标注引用，表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。
班级：机械95 学号： 0923217 作者姓名： 2021 年 5 月 25 日无锡太湖学院信机系机械工程及自动化专业毕业设计论文任务书一、题目及专题：1、题目2、专题汽车电动转向器动力学建模与控制仿真研究二、课题来源及选题依据随着科学技术的快速发展，人们对汽车操纵性能的要求也日益提高。
为了能使车辆停车或低速时，能够使方向盘转动轻松操作，又能够使汽车在高速行驶平稳，随着转向系统不断地向前发展，从机械式转向系统，到机械液压动力转向系统，再到电控液压助力转向系统，直至现代的节能，操纵性能更好的EPS阶段。
现代汽车技术追求节能、舒适和安全等三大目标。
节能与环境保护密切相关联，是当今全球性最热门和最受关注的话题之一。
后两项目标是汽车朝着高性能方向发展要研究和解决的重要课题。
三、本设计（论文或其他）应达到的要求：① 熟悉汽车电动助力转向器的工作原理及各部分组成；I感谢您的阅读，祝您生活愉快。
《2024年基于AMESim的液压系统建模与仿真技术研究》范文
《基于AMESim的液压系统建模与仿真技术研究》篇一一、引言随着现代工业技术的不断发展，液压系统在各种机械设备中扮演着至关重要的角色。
为了更好地理解液压系统的性能，优化其设计，以及进行故障诊断和预测，建模与仿真技术显得尤为重要。
本文将介绍基于AMESim的液压系统建模与仿真技术研究，以期为相关领域的研发和应用提供有益的参考。
二、AMESim软件概述AMESim是一款功能强大的工程仿真软件，广泛应用于机械、液压、控制等多个领域。
它提供了一种直观的图形化建模环境，用户可以通过简单的拖拽和连接元件来构建复杂的系统模型。
此外，AMESim还支持多种物理领域的仿真分析，包括液压、气动、热力等。
三、液压系统建模在AMESim中，液压系统的建模主要包括以下几个方面：1. 液压元件建模：包括液压泵、液压马达、油缸、阀等元件的建模。
这些元件的模型可以根据实际需求进行参数设置和调整。
2. 流体属性设置：根据液压系统的实际工作情况，设置流体的属性，如密度、粘度等。
3. 系统拓扑结构构建：根据实际系统的结构，搭建系统拓扑结构，并设置各元件之间的连接关系。
4. 仿真参数设置：根据仿真需求，设置仿真时间、步长等参数。
四、液压系统仿真在完成液压系统的建模后，可以通过AMESim进行仿真分析。
仿真过程主要包括以下几个方面：1. 初始条件设置：设置系统的初始状态，如初始压力、流量等。
2. 仿真运行：根据设置的仿真时间和步长，运行仿真程序。
3. 结果分析：通过AMESim提供的可视化工具，分析仿真结果，如压力、流量、温度等参数的变化情况。
五、技术应用与优势基于AMESim的液压系统建模与仿真技术具有以下优势：1. 高效性：通过图形化建模环境，可以快速构建复杂的液压系统模型，提高建模效率。
2. 准确性：AMESim提供了丰富的物理模型和算法，可以准确模拟液压系统的实际工作情况。
3. 灵活性：用户可以根据实际需求，灵活地调整模型参数和仿真条件，以获得更符合实际的结果。
新能源汽车电动助力转向系统的仿真与测试
新能源汽车电动助力转向系统的仿真与测试杨学平;周明;蒋超宇;薛秀丽;钟彦雄;陈晓萍【摘要】Automobile electric power steering (EPS)is the superior technique which supplies power to steering system of automobile with motor directly.And it has become the sign of future development direction ofhigh technique of automo-bile.A platform of the electric-power-assisted steering system of testing and simulating is established based on LabCar.The simulation model of EPS has been established based on MATLAB/Simulink and the related modules have been tested.The test results show the cost of development of EPS has been reduced by LabCar systems.This method can improve high prac-tical value for developing of new energy automotive systems.%电动式助力转向系统(EPS)是一种直接依靠电动机提供辅助转矩的动力转向系统，代表着未来新型汽车动力转向技术的发展方向。
基于 LabCar 环境搭建了 EPS 仿真测试平台，基于 MATLAB/Simulink平台创建了EPS仿真模型，进行了相关模块仿真测试。
智能化转向系统的建模与控制
智能化转向系统的建模与控制随着科技的不断进步和生产方式的不断更新，汽车行业也不断地进行技术和工艺方面的创新，以提高车辆的性能和驾驶的舒适感。
其中，智能化转向系统是近年来汽车行业中比较热门的一个领域之一。
本文将着重讨论智能化转向系统的建模与控制。
一、智能化转向系统概述智能化转向系统是由多个部件所组成的，主要包括方向盘、驱动电机、传感器、控制模块等。
该系统通过实时采集车辆的行驶数据、判断行驶状态，来控制汽车的转向行为，从而提高车辆的稳定性、抗干扰能力和安全性。
智能化转向系统可以分为两类，一类是主动转向系统，一类是从动转向系统。
主动转向系统是通过电机控制方向盘，使得车辆能够主动地转向，这种系统可实现自动泊车和自动驾驶等功能。
从动转向系统是利用车辆本身的动力转向，由传感器和控制模块将其转化为控制信号来控制方向盘，从而实现车身动态控制。
二、智能化转向系统建模智能化转向系统的建模是利用数学模型，将车辆的行驶过程抽象成系统模型，以便进行数据分析和控制设计。
车辆的系统模型一般可以分为四个方面，即力学模型、传感器模型、控制模型和执行机构模型。
1.力学模型力学模型是智能化转向系统中最重要的一个模型，主要是利用物理学原理，描述车辆行驶时的动力学行为。
力学模型的参数包括质量、转动惯量、摩擦系数、轮胎特性等，这些参数会经常地与其他模型进行交互，如控制模型中的控制参数和传感器模型中的数据处理参数。
2.传感器模型传感器模型是智能化转向系统的另一个重要部分，该模型主要是将传感器的输出信号转化为车辆的状态量，如车速、角度、位置等。
传感器模型的关键点是根据实际测量量和控制中的计算量之间的关系，建立传感器模型的输出方程。
3.控制模型控制模型主要是计算并输出智能化转向系统中的控制信号，从而掌控车辆的转向行为。
该模型多数采用 PID 控制器和模糊控制器等方法，将车辆状态量与目标量进行比较，并根据偏差来调节控制输出量。
4.执行机构模型执行机构是智能化转向系统的最后一环，用于将控制模型的输出信号转化为方向盘的转动，以实现车辆的转向操作。
YZC2.5液压转向系统设计选型
YZC2.5双钢轮振动压路机液压转向系统的设计梁勇1周细威2霍恒玉 3摘要：本文对YZC2.5型双钢轮振动压路机的全液压转向系统进行了参数计算和型号选定。
关键词：全液压；油缸；参数中图分类号：文献标识码：文章编号：现在，小型双钢轮振动压路机被广泛应用于市政、桥梁、公路建设中，具有广阔的市场前景。
由于该类型压路机，行驶速度一般不高，低于20km/h，因此多采用全液压转向方案。
下面对一种YZC2.5双钢轮振动压路机的全液压转向系统进行方案设计。
1、压路机基本参数工作质量： 2500Kg前轮分配质量： 1300Kg后轮分配质量： 1200Kg前轮静线载荷： 108N/cm后轮静线载荷： 100N/cm速度范围： 0—7Km/h理论爬坡能力： 30%转向角：±30°振动轮宽度： 1200mm振动轮直径：φ675mm2、 油缸参数确定：（双作用单活塞杆）⑴油缸行程：由结构设计确定L=125mm 。
⑵油缸推力转向时所需操纵力矩()()N y M F m N M gux m M M M kgm Bom ag m m l X M M M X g m M M L L L L H v H V L H V 30153130.039203920108004.081.925002122500,4.0,80012003232,23===⋅=⨯⨯⨯⨯⨯===+===⨯====+-油缸推力取整机重量取钢轮与地面附着系数公司量力臂经验公式来自钢轮压路机铰接转向当后轮力矩前轮力矩μμ⑶油缸内径确定：油缸推力：F L =30153N （见4.4部分计算）取活塞杆直径d=φ28mm 内径其中(42d pF D +=πp=100bar) mm 8.62)1028(1010053.304235=⨯+⨯⨯⨯=-π 圆整：D=63mm3、 转向泵参数确定：⑴全偏角所需流量：rcm Q t st t L D Q V v/10295.04/12563495.0442/4322=⨯⨯⨯==-==πηηπ效率取秒取全偏角所需时间 ⑵泵排量：r cm q r n n Q q p s p /2.1060060102min)/600(3=⨯==为发动机怠速时转速其中 圆整：发动机只能带BCN-E310泵，故取r cm q p /103=4、 全液压转向器选取全液压转向器采用BZZ1系列（无反应内反馈）据统计驾驶员方向盘最大转速是1~1.5r/s ，一般情况下方向盘总圈数2—4转。
履带车辆液压机械差速转向系统动力学建模及仿真
及系统左、右侧行星 排 行 星 架 角 速 度 大 小 有 关，经 过
一定换算可得液压机械差速转向系统双功率流传动
工况的负载模型为
ＭｋＬ
＝Ｍｄ
（１＋ β＋ζ
ｗ ωｋＬ ωｋＬ
＋ωｋＲ －ωｋＲ
）
（１０）
ＭｋＲ
＝Ｍｄ
（１－ β＋ψ
ｗ ωｋＬ ωｋＬ
＋ωｋＲ －ωｋＲ
）
（１１）
式中，ＭｋＬ 、ＭｋＲ 为左、右 行 星 架 负 载，Ｎ·ｍ；Ｍｄ 为 机
机油门开度。
发动机动力学模型为 Ｊｅω．ｅ＝Ｍｅ－Ｍ１ Ｍ１＝Ｍ１ｈ＋Ｍ１ｇ ωｅ＝π３ｎ０ｅ
（３） （４）
（５）
式中，Ｊｅ 为换算到发动 机 输 出 轴 上 的 等 效 转 动 惯 量， ｋｇｍ２；ω．ｅ 为发动机角加速度，ｒａｄ／ｓ２；Ｍｌ 为 作 用 在 发 动机输出轴上的负 载 转 矩，Ｎ·ｍ；Ｍｌｈ 为 作 用 在 发 动 机输出轴上的转向 负 载 转 矩，Ｎ·ｍ；Ｍｌｇ 为 作 用 在 发 动 机 输 出 轴 上 的 直 驶 转 矩 ，Ｎ·ｍ。
１ 系 统 构 成 及 工 作 原 理 分 析
所开发的液压机械差速转向系统联接方案如图 １所示，主要由定轴齿轮、液压闭式 回 路 系 统、直 驶 变
第 ３８ 卷 第 ６ 期 履 带 车 辆 液 压 机 械 差 速 转 向 系 统 动 力 学 建 模 及 仿 真
１１１
速 系 统 、汇 流 行 星 排 等 组 成 。 当液压闭式回路系统不
１１０ 文 章 编 号 ：１００４－２５３９（２０１４）０６－０１１０－０４
机 械 传 动 ２０１４ 年
履带车辆液压机械差速转向系统动力学建模及仿真
曹付义 周志立 张明柱
《2024年基于AMESim的液压系统建模与仿真技术研究》范文
《基于AMESim的液压系统建模与仿真技术研究》篇一一、引言随着科技的不断进步，液压系统在各种工业应用中发挥着越来越重要的作用。
液压系统的建模与仿真技术是研究液压系统性能、优化设计以及故障诊断的重要手段。
AMESim作为一种功能强大的液压系统建模与仿真软件，被广泛应用于液压系统的研究与分析。
本文将介绍基于AMESim的液压系统建模与仿真技术的研究，探讨其应用及发展前景。
二、AMESim软件简介AMESim是一款多学科领域的工程仿真软件，主要用于液压、机械、控制等系统的建模与仿真。
它具有丰富的液压元件模型库，可以方便地建立各种液压系统模型。
此外，AMESim还具有强大的求解器，可以快速准确地求解液压系统的动态性能。
三、液压系统建模3.1 建模步骤基于AMESim的液压系统建模主要包括以下几个步骤：（1）确定液压系统的结构和工作原理，明确各元件的连接关系和功能。
（2）选择合适的元件模型，在AMESim中建立液压系统的模型。
（3）设置模型的参数，如液压油的性质、管道的尺寸等。
（4）进行模型的验证和优化，确保模型的准确性和可靠性。
3.2 建模注意事项在建模过程中，需要注意以下几点：（1）准确描述液压系统的结构和工作原理，确保模型的准确性。
（2）选择合适的元件模型和参数，以反映液压系统的实际性能。
（3）注意模型的验证和优化，确保模型的可靠性和有效性。
四、液压系统仿真4.1 仿真过程液压系统仿真是指在建立的模型基础上，通过改变模型的参数或输入信号，观察系统的输出响应，以分析系统的性能。
在AMESim中，可以通过设置仿真时间和步长，以及输入信号的类型和大小，来观察液压系统的动态性能。
4.2 仿真结果分析通过对仿真结果的分析，可以得出以下结论：（1）液压系统的动态性能：包括压力、流量、速度等参数的变化情况。
（2）液压系统的稳定性：通过观察系统的响应曲线，可以判断系统的稳定性是否良好。
（3）液压系统的优化设计：通过改变模型的参数或结构，可以优化液压系统的性能，提高其工作效率和可靠性。
电液主动转向器液压助力转向系统 (毕业设计)
电液主动转向器液压助力转向系统毕业设计（论文）任务书摘要摘要转向系统是控制汽车行驶路线和方向的重要装置，其性能直接影响到汽车的操纵性能和稳定性能。
主动前轮转向通过电机根据车速和行驶工况改变转向传动比。
电动液压助力转向系统采用电动机驱动液压助力系统油泵，具有能够根据汽车行驶工况实现助力程度自动控制、改善转向手感、节约能量消耗、安装布置方便等优点。
在国内外部分汽车上开始使用。
本文回顾了车辆转向系统的发展历程。
指出，相比线性控制转向，主动转向技术会成为今后发展的趋势。
我们以宝马轿车上选装的主动转向系统为例，详细介绍了主动转向系统的结构和组成、双行星齿轮机构工作原理及工作模式，以及该系统可传动稳定功能实现的原理和系统安全设计性设计。
并指出通过与其他动力学控制系统一起实现底盘一体化集成控制将是主动转向技术未来的发展方向。
关键词主动转向；液压助力转向系统；可变转向传动比AbstractAbstractSteering system is an important for lane changing control of wheeled vehicles. Its performance influences vehicle steer ability and stability directly. Active front steering varies the steering ratio electronically in direct relation to the speed and road conditions. Under normal road conditions at low and medium speeds, the steering becomes more direct, requiring less steering effort of the driver, increasing the car’s agility and drivability.The Electro-Hydraulic Power Steering system is designed to use hydraulic power steering pump which is forced by electric motor with advantage of attaining automatic controlling of assistance degree according to the steering operation, improving hand feeling, saving energy consumption, installing and so on. It has been used in some cars domestic and aboard.Retrospect the development course of vehicle steering system. Contrast to line control steering, the active steering technology is the main trend in the future. As an example, the structure and working modes of active front (AFS) system and its double planetary gear mechanism of a BMW car are presented. The implementation of variable gear ratio and vehicle stability control as well as system safety design are discussed in detail. It is pointed out that using the system, together with other dynamics control systems to realize integrated chassis control is the development trend of AFS technology in the future.Keywords Electro-Hydraulic Power Steering(EHPS); Active front steering;Variable steering ratio目录摘要 (I)Abstract ................................................................................................................ I I 第1章绪论.. (1)1.1课题背景 (1)1.2国内外文献综述 (1)1.2.1 国外研究现状 (1)1.2.2 国内研究现状 (3)1.3本文研究意义 (6)1.4主要研究内容 (6)1.5本章小结 (7)第2章动力转向和主动转向的发展史 (8)2.1汽车动力转向系统的发展 (8)2.1.1 液压助力转向系统 (8)2.1.2 电动助力转向系统 (8)2.1.3 电控液压助力转向系统 (9)2.1.4 线控转向系统 (12)2.2汽车主动转向系统 (13)2.2.1 主动转向分类 (14)2.2.2 主动转向控制技术 (14)2.3汽车主动转向系统支持技术 (15)2.3.1 车辆动力学 (15)2.3.2 控制理论在车辆主动转向系统中的应用 (16)2.4本章小结 (18)第3章主动前轮转向结构的设计方案 (19)3.1转向系统原理 (19)3.2液压助力系统原理 (22)3.3行星齿轮的主动前轮转向机构 (23)3.4本章小结 (26)第4章转向系统动力学计算 (27)4.1转向盘与扭杆动力学模型 (27)4.2转阀动态数学模型 (27)4.3转阀节流面积变化数学模型 (28)4.4液压动力缸的流量连续性方程 (29)4.5图形说明 (31)4.6本章小结 (32)结论 (34)参考文献 (35)致谢 (37)附录1 开题报告 (38)附录2 文献综述 (42)附录3 中文翻译 (45)附录4 英文文献 (49)第1章绪论第1章绪论1.1 课题背景从1886年第一辆汽车诞生至今已经100多年了，汽车这一被称为“改变世界的机器”，早已从价格昂贵的奢侈品变成了现代社会不可或缺的重要交通工具之一。
电液伺服系统的建模与控制
电液伺服系统的建模与控制电液伺服系统是一种利用电液转换器将电气信号转化为液压驱动力控制机械系统的方法。
它在机械系统精密控制中具有非常重要的地位。
本文将介绍电液伺服系统的建模和控制方法。
1. 电液伺服系统的模型建立电液伺服系统的建模是在液压部分和电气部分的模型之上进行的。
液压部分的模型通常包括油液系统和液压执行元件，如液压缸、液压马达等。
电气部分则包括电气控制器、电机和传感器。
1.1 液压系统的模型液压系统的模型可以包括两级建模，即液体动力学和液压执行元件建模。
液体动力学建模通常根据爬升法或容积法，对压力、流量、速度等参数进行建模分析。
其中，爬升法可用于建立高精度弱非线性的流体动力学模型，容积法适用于建立低精度强非线性的流体动力学模型。
液压执行元件建模是通过分析液压执行元件的工作原理，对其液压特性进行数学建模。
例如，液压缸的模型可以根据柱塞面积、活塞活动范围、缸筒面积等参数构建。
1.2 电气系统的模型电气系统的模型涵盖了电气控制器、电机和传感器等部分。
电气控制器以闭环控制方式实现伺服控制。
在此基础上，我们通常将电动机哈密顿模型建立为一阶两端静差模型。
同时也可以采用Pade逼近方法将电机模型转换为有理分式模型，从而更加准确的描述电机动态。
传感器的模型建立依据其工作原理，例如，位置传感器的模型可以建立为位移与输出电压的函数关系。
在系统建模中，通常采用理想模型、一阶惯性模型等来建立传感器的模型。
2. 电液伺服系统的控制方法在电液伺服系统中，我们通常采用PID控制算法进行伺服控制。
PID控制是一种基于传统控制方法的强建模控制方法，对于线性和线性近似系统有较好的控制效果。
控制系统的目标是通过反馈控制实现输出结果的精确控制。
在反馈信号的加入后，控制信号将通过电液转换器驱动液压执行元件实现力、运动的控制。
在此基础上，我们可以采用自适应控制方法、模糊控制方法、神经网络控制方法等先进控制技术对电液伺服系统进行改进和优化，以适应不同的控制要求。
毕业设计(论文)电液主动转向器液压助力转向系统
毕业设计(论文)电液主动转向器液压助力转向系统引言汽车的转向系统是汽车行驶中非常重要的系统之一，其安全性和驾驶舒适性直接影响着汽车的行驶。
随着汽车技术的发展和市场的需求，转向系统也在不断地发展和改进。
电液主动转向器液压助力转向系统是一种新型的转向系统，由于其优良的驾驶感受和更为安全的行驶方式，受到了广泛的关注和应用。
本文主要介绍电液主动转向器液压助力转向系统的原理、结构组成和工作过程，并对其性能进行分析和评价。
一、电液主动转向器液压助力转向系统的原理电液主动转向器液压助力转向系统是由电动助力机构和液压助力机构组成的。
电动助力机构主要由电机和减速器组成，其作用是提供动力和转向力矩；液压助力机构主要由变量泵、液压缸、阀门等组成，其作用是调节液压助力和方向力矩。
通过控制电动机和液压阀门的开闭，实现车辆的转向和方向力矩调节，从而达到更为灵活、安全和舒适的行驶方式。
电液主动转向器液压助力转向系统的原理如下图所示：图 1 电液主动转向器液压助力转向系统原理图二、电液主动转向器液压助力转向系统的结构组成电液主动转向器液压助力转向系统主要由下列组成部分构成：1．电动助力机构电动助力机构主要由电机和减速器两部分组成。
电机的功率和大小根据车辆的轮距、车重和转向要求等因素来决定。
减速器的目的是将电动机输出的高速低扭矩转化为低速高扭矩，以满足转向的需求。
2．液压助力机构液压助力机构主要由变量泵、液压缸、阀门等组成。
变量泵的作用是向液压缸提供液压助力，它通过控制变量泵的排量大小，来控制液压助力的大小。
液压缸的作用是接收液压助力，并将其转化为方向力矩，以保持汽车的稳定性和舒适性。
阀门主要起到调节和控制液压助力的作用。
3．控制系统控制系统主要由传感器、控制器、执行器等组成。
传感器用于检测驾驶员的转向意图和车辆的运动状态，控制器用于分析和处理传感器的数据，执行器用于控制电子阀门和电动助力机构的开闭。
三、电液主动转向器液压助力转向系统的工作过程当驾驶员转动方向盘时，传感器将其转向意图转化为电信号，传送给控制器。
电动汽车转向系统设计计算报告实例
EV 转向系统计算报告实例1 任务EV 是在传统车的基础上设计的一款全新车型，其转向系统是在样车转向系统为依托的前提下，根据总布置设计任务书而开发设计的电液泵助力转向系统。
1 转向系统设计的输入条件 1.1 整车基本参数2 转向系统的设计计算2.1 静态原地转向阻力矩静态原地转向阻力矩是汽车中最大极限转向所需力矩，比行驶中转向所需的力矩大2到3倍。
目前采用经验公式计算：pG fM r 313=①式中Mr ——在沥青或混凝土路面上的原地转向阻力矩，N ·mm ； f ——轮胎与地面间的滑动摩擦系数，一般取0.7；G 1——转向轴负荷，N ； P ——轮胎气压，MPa 。
前轴：G 1=989×9.8=9692N,P=0.20Mpa ， f=0.7, 得:Mr=4.96×105 N ·mm 2.2 齿轮齿条式转向系的角传动比θcos 1r L i ow =2cos 2L r =θπ 式中 i ow ——齿轮齿条式转向系的角传动比； L 1——梯形臂长度，mm ；r ——主动小齿轮的节圆半径，mm ；θ——齿轮齿条的轴交角，°；L 2——转向盘转一周时齿条的行程，mm ；L 1=136.365mm θ=20° L 2=48.68mm 得:r=8.2mm i ow =17.592.3 静态原地转向时作用于转向盘的力αηsin R i M F ow rh =式中M r ——原地转向阻力矩，N ·mm ； F h ——作用于转向盘的力，N ； i ow ——转向系的角传动比； R ——转向盘半径，mm ；α——转向梯形底角，单位°； η——转向器的效率，取η=75%。
M r =5.8×105 N ·mm, i ow =17.59, R=380/2=190mm, η=75%， α= 89.938°得: F h =197.89N不带助力转向，汽车以10km/h 行驶时，作用在转向盘的手力不应超过245N ②，F h =197.89＜245N ，所以满足法规要求。
电液流量匹配装载机转向系统特性研究
1 课题背景及意义《国家制造2025》从战略层面提出了绿色发展的要求，明确指出要建立绿色制造体系。
工程机械在制造业中扮演着重要的角色，轮式装载机即为其中之一，它有着丰富的功能，性价比非常高，在矿山、建筑、道路等施工过程中应用十分普遍。
金融海啸席卷全球后，发达国家对制造业给予更多的重视，部分发展中国家重塑国内的产业再分工态势，踊跃的向国际市场进军。
全球装载机产业格局早已今非昔比，但未来必然会朝着节油、节能、环保的方向前行。
在这样的背景下，装载机企业不断的探究如何进一步的实现产品的节能降耗，各国学者和专家主要从动力传动、液压系统优化等方面着手，从而寻求更好的解决方案。
发动机输出能量的2/3，是提供给装载机液压系统的，而后者能耗的1/3，由转向系统消耗。
所以，针对装载机转向系统能耗以及节能优化进行探究是很有必要的。
学界在探究如何改善转向系统的节能效果时，主要的着手点是元件的优化，以令输出流量适应于压力和负载，闭式回路等子系统受到了广泛的关注。
除此之外，考虑到装载机运行时动臂势能较高，且减速时会形成制动能，因此如何采用更有效的节能控制策略，使能量得到更有效的回收，这一点困扰着学者们。
笔者针对轮式装载机中较为常见的负荷传感转向系统予以深入的剖析，研究出能够让系统输出流量适应于负载的电液流量匹配转向方式，对系统控制方法予以阐述。
2 课题所采用的研究方法与内容2.1研究方法为了解装载机液压系统转向时的能耗以及工作特性，以实验室某型号装载机为例，首先完成测绘工作，重点是设备中和最后计算结果关系更为紧密的部件比如前后车架、转向装置、轮胎、配重、前后车轴、转向器等。
通过测绘获取大量的数据，录入Pro/E软件并创建其三维模型，最后利用约束模块将其组装在一起，得到整个装载机的模型。
2.2研究内容为了解电液流量匹配装载机转向系统的能耗水平，首先创建联合仿真模型，从理论层面进行分析，然而分析结果对仿真模型的准确性比较敏感。
基于AMEsim_Simulink的电液伺服比例控制的同步回路建模与仿真研究
2
同步系统组成及原理
电液伺服比例阀控非对称液压缸同步系统的原 理图如图 1 所示。 两个液压缸的结构和参数完全相同 ， 用电液伺服 比例阀控制， 设定值与速度传感器输出信号的差值作 ， 为阀的控制信号， 系统的控制策略采用“同等方式 ” 即两个同步液压缸同时跟踪设定的理想输出 ， 分别受
收稿日期： 2012 － 04 － 20 作者简介： 于宗振（ 1987 － ） ， 男， 山东临沂人， 在读硕士， 主要从事机电系统控制方面的研究。
2 2 1
2（ 1 + n ） βe A Vt
槡
2 Vt （ 1 + n2 ） β e m
]
的固有频率， 该值可从产品样本提供的伯德图上查 到； ξ sv 为伺服比例阀的阻尼比； 由式 （ 7 ） ～ （ 10 ） 可绘 出对称阀控非对称液压缸位置控制系统方框图如图 2 所示。 由图 2 可求得对称阀控非对称液压缸位置控制
*
（ 3 ） 有些产品为了解决零漂问题， 设置了 第 4 位， 还可实现断电时的安全保护。 伺服比例阀内装放大器， 具有伺服阀的各种特 — — — 、 、 ， 性 零重叠 高精度 高频响 其工作频宽和性能已 达高性能伺服阀， 而成本仅为伺服阀的 1 /3 ， 对油液 清洁度要求比伺服阀低， 工作更可靠， 可用于位置、 压 ［1 ］ 力等要求无零位死区的闭环控制 。 笔者以电液伺服比例阀控非对称液压缸为研究 建立了电液伺服比例阀液压同步控制系统的数 对象， 学模型， 设计了 PID 控制器对同步系统的控制性能进 行优化。并利用 AMESim 和 Simulink 软件对双缸同 步液压系统进行了联合仿真， 仿真结果表明， 采用伺 服比例阀可以实现较高精度的同步控制 。
·机械研究与应用· 2012 年第 3 期 （ 总第 119 期）
拖拉机自动转向系统设计及仿真
1.2 电控液压自动转向系统特点
该系统具有转向力矩大，控制简单，精度高，响应速 度快，可移植性强，且能方便快捷实现人工与自动驾驶 的切换。此系统广泛应用于新疆生产建设兵团播种作业 的TN654拖拉机。
1.3 本文设计基本思想
本设计是在拖拉机原有转向系统的基础上，通过加 装由比例方向阀，电磁换向阀，三通逻辑阀及平衡阀组 成的液压单元，采用LM3S5749为控制板,比例阀放大器, 前轮转角传感器和压力传感器组成电控单元(ECU），实 现可以响应自动控制信号的自动转向。
3.3 PD双通道控制算法设计 根据自动转向控制系统的控制规律和功能，综合拖 拉机行执行机构存在误差和比例阀的死区#迟滞等系统特 性，本设计选用基于 PID的PD控制算法为自动转向控制 系统控制方法。带死区补偿的PD控制能避免频繁转向， 增加系统的稳定性。其中，K( 比例) 控制根据目标转角 与当前前轮转角的偏差计算控制比例阀阀芯开度的控制 电压值; W( 微分) 控制用来修正步进脉冲频率值，减小 超调现象。
3.4 系统集成设计
集成方案连线图如下：
4 电液比例自动转向系统仿真 4.1 系统数学模型建立
其中，Kθ 为转向机构增益，G为输入为电压输出为 前轮转角的电液比例自动转向系统传递函数。
4.2 仿真实验与分析
在Matlab中利用Simulink控制工具箱进行仿真。 自动转向系统控制框图模型：
结果分析：
2 自动转向系统工作原理
2.1 工作原理图
2.2 运行流程图
3 自动转向系统硬件设计
3.1 液压系统设计
3.2 控制系统设计
其中，6N137( 光电耦合器) 起到隔离作用，保护控 制器不受外部干扰的影响，确保微控制器可靠工作;三极 管放大光电耦合器输出的电流，控制继电器;电路通过反 接的1N4007( 二极管)，来防止继电器线圈的感应电动势 击穿三极管的集射极; 发光二极管用来指示电磁阀的工 作状态，二极管亮，电磁阀换向。
基于AMESim的全液压转向系统的仿真分析
基于AMESim的全液压转向系统的仿真分析贺海洋;李建朝【摘要】AMESim是法国EMAGINE公司开发的高级工程系统建模仿真软件,为机械液压控制等工程系统提供一个较为完善的时域仿真建模环境.通过在AMESim仿真软件中建立全液压转向系统中优先阀和转向油缸的仿真模型,得出系统的仿真结果曲线,并进行分析,这对进一步提高工程机械的转向性能有一定的指导意义.【期刊名称】《农业装备与车辆工程》【年(卷),期】2011(000)010【总页数】4页(P36-39)【关键词】AMESim;转向系统;优先阀;转向液压缸;仿真模型【作者】贺海洋;李建朝【作者单位】河南科技大学机电工程学院,河南洛阳471003;河南科技大学机电工程学院,河南洛阳471003【正文语种】中文【中图分类】TH137.3;TP391.9随着近年来我国铁路高速公路建设的高速发展，工程机械也朝着大型化趋势发展，工程机械转向阻力矩也随之提高，靠单级全液压转向器控制的液压动力转向系统已不能满足转向要求。
全液压转向系统具有转向灵活轻便、性能稳定、故障率低、布置方便等优点，广泛应用于装载机、挖掘机等各种工程机械的转向系统。
所以全液压转向系统的性能仿真分析和试验研究，对提高工程机械在工作中的可靠性和高效性有着非常重要的意义［5］。
由法国EMAGINEG公司开发的AMESim，作为一款优秀的的仿真软件，已成为流体、机械、热分析等复杂系统建模和仿真的优先选择平台［1］。
本论文首先分析了全液压转向系统的工作原理及各部件组成，在此基础上结合转向系统原理，在AMESim平台对系统关键元件建模仿真，研究分析了输入信号下全液压转向系统关键元件的工作特性。
全液压转向系统集转向器和流量放大器于一体，既具有转向器的负荷传感功能，又具有流量放大功能。
在转向油路与工作油路同时工作的情况下，液压转向泵供油优先满足转向油路使用，剩余部分供给工作油路使用。
因此，它既能保证转向油路可靠工作，又减小了液压泵排量，达到节能的目的。
液压助力转向器的设计.doc
摘要汽车转向器是汽车的重要组成部分，也是决定汽车主动安全性的关键总成，它的质量严重影响汽车的操纵稳定性。
随着汽车工业的发展，汽车转向器也在不断的得到改进，虽然电子转向器已开始应用，但机械式转向器仍然广泛地被世界各国汽车及汽车零部件生产厂商所采用。
本文选择齿轮齿条式转向器作为研究课题，其主要内容有：汽车转向器的组成分类；转向器性能方案分析及其数据确定和转向器的设计过程。
这种转向器的优点是，操纵轻便，成本低，转向灵敏度高，结构简单。
缺点是一旦转向器发生泄漏会对环境造成一定的污染，对使用环境有一定的要求。
但随着动力转向的应用，现在电控动力转向器（EPS）正在被广泛的应用。
关键词：转向器齿轮齿条操纵稳定性设计计算目录1绪论 (1)1.1汽车转向系统的概述 (1)1.1.1汽车转向系统的组成 (1)1.1.2汽车转向系统的分类 (1)1.1.3汽车对转向装置的基本要求 (3)1.2齿轮齿条转向器的介绍 (3)1.3汽车转向系统的发展趋势 (3)2液压助力转向器及其主要部件工作分析 (4)2.1液压助力转向器总体性能分析 (4)2.2转向控制阀工作分析 (4)2.3转向油泵工作工作分析 (5)3设计方案的说明 (5)3.1转向器设计输入信息 (5)3.2传动比的计算 (5)3.2.1方向盘的选择 (5)3.2.2转向阻力矩的计算 (6)3.2.3角传动比的计算 (6)4齿轮的计算 (7)4.1齿轮轴参数的选取 (7)4.2齿轮轴结构设计 (7)4.3齿轮齿条参数表 (7)5主要零件的理论计算 (8)5.1齿轮齿轮精度等级、材料及参数的选择 (8)5.2齿轮轴齿轮接触疲劳强度计算 (8)5.3齿轮轴齿轮弯曲疲劳强度计算 (9)5.4齿轮轴设计计算 (10)6其它零件的选择及润滑方式 (12)结论 (13)参考文献 (14)Abstract (15)致谢 (16)液压助力转向器的设计作者：老衲指导老师：陈老师（安徽XX大学 08车辆工程合肥 230036）1绪论改革开放以来，我国汽车行业迅猛发展，作为汽车关键部件之一的转向系统也得到了相应的发展，基本已形成了专业化、系列化生产的局面。
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0 引言
电动液压助力转向系统（Electro-Hydraulic Power Steering System, EHPS），一般采用直流电机驱动液压 助力转向泵，并能根据汽车行驶状态主动调节电机转速 进而控制转向助力的大小，使得汽车在低速时转向轻 便，高速时转向稳重 。 前轮主动转向系统(Active Front Steering，AFS)，通 过改变转向传动比和主动转向干预，使轮胎侧向力始终 置于线性区，因此相比传统的助力转向系统，具有前轮 主动转向系统的汽车低速时转向更轻便、灵敏，而高速 时转向更加稳重、精准[2]。 目前，EHPS不能实现变传动比控制和通过主动转 向干预对车辆实施稳定性控制，且现有的AFS多采用在 转向盘和齿轮齿条转向器之间的转向柱上集成了一套双 行星齿轮机构，用于向前轮提供叠加转向角，从而实现 变传动比转向功能并提高车辆高速行驶稳定性，结构比 较复杂，需要增加蜗轮蜗杆减速装置，制造精度要求 高，成本大[3]。本文在EHPS和AFS的基础上引入了一种 新型的电动液压转向系统该转向系统因采用二级伸缩式 的液压缸的结构实现助力转向和主动转向[4]，故在原理 上相比传统的行星齿轮式机构简单，结构上也更加紧 凑，通过控制助力转向电机转速的高低实现助力大小的 改变，而通过控制主动转向电机的转速的高低实现主动
1.主动转向动力缸外油孔；2.助力转向活塞杆；3.转向器壳体端盖；4.助力转向动力缸油 孔；5.助力转向动力缸油腔；6.主动转向动力缸油腔；7.主动转向活塞杆；8.主动转向动 力缸内油孔；9.转向器壳体；10.间隙补偿器；11.转向小齿轮；12.转向齿条
1.4.2 附加位移与转向盘角速度的关系
在车速一定的条件下，车辆主动转向活塞杆的位 移会随着转向盘角速度的增大而增大，同时转向力矩也 会增大。转向盘角速度越大附加位移越大，既满足汽车 急转向和泊车时对转向助力的要求，又满足了助力跟随 性，其函数表达式如下： (2)
T = K2I
(5)
(7)
量；η v ：油泵容积效率；Qf：转向阀流回油泵的流量。 以液压缸流量为研究对象：
QL = Ap dx V dPL + Cic PL + dt 4 β e dt
式中：QL：转向阀流到转向器的供油量；q：油泵排
(8)
式中：Cic液压缸总泄露系数；V液压缸容积； β e 油 液弹性模量。 液压缸力平衡方程：
2200N，主动转向油泵工作排量2ml/rev，助力转向油泵 工作排量10ml/rev，溢流阀压力调定为15MPa。 3.2 仿真模型 AMESim是比利时LMS公司的一款多学科领域复杂系 统建模仿真专用软件，因其基于可视化的物理建模技术、 内部具有丰富的应用库、面向工程应用的定位等诸多优点 使其成为在汽车、液压、航空领域的理想选择[9]。根据新 型电动液压转向系统的结构和工作原理，在AMESim中 选取相应的液压元件模型将助力转向和主动转向结合到 一起，按照机械液压传递原理搭建整个转向系统的仿真 模型，并设置相关元件参数，模型如图3所示。
1.2 转向器结构 转向器部分由一个双活塞杆的两级伸缩油缸和一个 齿轮齿条机构组成，并通过间隙补偿器将转向齿条压紧 在转向小齿轮上，以保证转向稳定可靠。其中第一级活 塞杆油缸为主动转向动力缸，第二级活塞杆油缸为助力 转向动力缸。转向器的内部结构如图2所示。
式中，Smax1为紧急状况或泊车转向时的主动转向活 塞杆最大附加位移，Smin为主动转向活塞杆最小附加位 移，S(v)是与v相关的非线性递减函数。
δ R = − sin −1 sin δ i + − δ i
x L x L
Байду номын сангаас
4 系统动态流量压力特性分析
(10) (11) 当单独实现助力或主动转向功能时，即只有一个系 统工作时，另外一个系统的油路处于相对封闭的状态， 故主动油路与助力油路之间的相互影响作用很小，可以 不加考虑。而在助力转向和主动转向同时工作时，两者 之间因液压油路能量之间的互相影响，导致助力与附加 位移传递的误差。为了分析出两者之间的影响程度，采 用了控制变量法研究两系统同时工作时各个系统的流量 压力时域变化特性。具体分成如下两种情况讨论： 1）在不同助力大小下，主动转向高压油腔的流量 压力特性变化： 方向盘给定阶跃信号，使得方向盘转速为20rev/min。 控制主动转向直流电机的转速为500rev/min，分别设置助 力转向电机转速为2000rev/min，2500rev/min，3000rev/min， 设置仿真时间2s，采用batch仿真模式。
收稿日期：2015-06-23 作者简介：瞿桂鹏（1988 -），男，湖北武汉人，硕士研究生，研究方向为汽车动力学与智能控制。 【84】 第37卷 第10期 2015-10(上)
向液压油路之间的耦合问题。因此控制的关键技术是如 何实现力和角位移的分工协同控制[16]。这对于改善汽车 操纵稳定性，提高行驶安全有着重要的意义。针对集成 式的新型电动液压转向系统结构特点及功能要求，提出 一种基于转向盘角速度和车速的附加主动转向活塞杆位 移的变传动比协同控制策略，附加位移是通过主动转向 动力缸的定流量控制实现[8]。
x cos α cos α + ( p1 − p2 )Ap mx + Dx + kx = k d θ − r r
(3) (4)
式中：J是方向盘转动惯量，c是转向器的等效阻尼
第37卷 第10期 2015-10(上) 【85】
系数，k d是转向轴中扭杆的刚度， θ 是方向盘转角， θ1 是小齿轮转角，x是齿条的位移，m是齿条等效质量，D 是液压缸阻尼系数，k是等效外界刚度，r是小齿轮的基 圆半径， α 是齿条的螺旋齿形角，p1、p2是动力缸的进 出腔的油液压力，Ap是活塞的有效面积。 2.2 电机数学模型 电机输出转矩： 电机转速： (6) T：电机输出扭矩；K2：电机转矩系数；I：电机电 流；N：电机转速；E：供电电压；RC：供电电压到电机 之间的电阻；RM：电机电枢电阻；K1：电机转速系数。 2.3 系统流量压力数学模型 转向器入口流量：
QL = Nqη v − Qf 1000
建模主要参数如下：整车质量1533kg，前轴载荷628kg， 助力齿轮泵排量为10cc/rev，主动转向油泵排量为0.1cc/
0 m × Φ1 6Φ m 3 0 m ×100 ×Φ m1 6 m rev，设定主动转向动力缸整体尺寸为 Φ3 30mm× 16mm×30mm（外径/内径/行程），助力转向动力缸整 3 0 m × Φ1 6 Φ40mm×150mm（外径/内径/行 3 0 m m×100 × Φm 1 6 m ×100m 体尺寸为 Φ50mm× 程），转向扭杆刚度为2.5N.m/degree，车轮单边阻力为
新型电动液压转向系统建模及耦合分析
A new type electro-hydraulic steering system modeling and coupling analysis 瞿桂鹏，落 领，左仕林 QU Gui-peng, LAO Ling, ZUO Shi-lin
（江西理工大学 机电工程学院，赣州 341000） 摘 要：以轿车液压转向系统为研究对象，引进了一种具有主动转向和助力转向功能的新型电动液压转 向系统。利用CATIA软件建立了新型电动液压转向系统的数字化三维模型，分析了该转向系 统的结构和功能。并采用一种基于转向盘角速度和车速的附加主动转向活塞杆位移的变传动 比控制策略，建立了从方向盘到车轮转向角的数学模型。最后应用AMESim软件完成了新型电 动液压转向系统的建模，并对助力转向系统和主动转向系统同时工作时的高压油腔内的流量 和压力进行了动态仿真分析。仿真结果表明，两系统同时工作时的流量压力特性相互影响很 小，即在改变助力大小的同时主动转向系统给主动转向活塞杆的附加位移几乎不受影响，在 改变主动转向活塞杆附加位移的同时齿条助力的大小也基本不受影响。故该新型电动液压转 向系统能够较好的实现力和角位移的分工协同控制，对转向系统设计和开发具有一定的指导 意义。 关键词：主动前轮转向；CATIA；AMESim；耦合分析 中图分类号：U461.6 文献标识码：A 文章编号：1009-0134(2015)10(上)-0084-04 Doi：10.3969/j.issn.1009-0134.2015.19.22
1 新型转向系统结构及原理
1.1 转向系统三维模型 CATIA是法国达索公司开发的一款高档CAD/CAE/ CAM一体化软件，因其强大的曲面设计功能，先进的 混合建模技术等优点在汽车行业得到了广泛的应用。利 用CATIA软件建立的新型电动液压转向系统三维模型如 图1所示 [7]。该转向系统将助力转向系统和主动转向系 统集成在一个转向器中，采用两个无刷直流电机作为动 力源，分别驱动助力转向油泵和主动转向油泵为助力转 向动力缸和主动转向动力缸供油，以实现助力和主动转 向。其中助力转向油路的控制仍采用助力阀完成，主动 转向油路的控制则采用精度较高的液压伺服阀控制，并 且助力转向和主动转向共用一个储油罐，利于节省空间 和降低开发成本。
式中，ω为转向盘角速度，S 2(ω)是与转向盘角速 度相关的非线性递增函数，Smax2为高速避障或紧急转弯 时主动转向系统提供的最大补偿位移。
2 系统数学模型建立
2.1 方向盘到转向小齿轮的数学模型 不考虑传动轴和方向盘的传动间隙，轴套与转向轴 间的摩擦，忽略液动力对阀芯、扭杆的影响，可得到：
F0 = A1 p1 − A2 p2 = M d 2x dx + Be + Kx + FL dt 2 dt
(9)
图3 新型电动液压转向系统仿真模型
式中：F0：负载力；M活塞和负载的总质量；Be粘 性阻尼系数；K负载弹性刚度；FL液压缸助力。 2.4 齿条位移与车轮转角之间的关系
δ L = sin −1 sin δ i + − δ i
图1 新型电动液压转向系统三维模型