电动助力转向系统稳定性分析

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非线性闭环汽车电动助力转向系统稳定性分析

非线性闭环汽车电动助力转向系统稳定性分析

中图分类号 :U 6 . 4 11
文献标识码 :A
文章编 号 :10 —05 (08 1 07— 4 0 1 0X 20 )0 —03 0
A ayio S blyfr ol erCoe- o eieE up e i l tiP w r t r gSs m/i i g( h— nls f t i ni a ls l pV hc q ipdwt Ee r o e e i yt L Qa Z e s a i oN n t do l h c c S en e n j n n e i fSi c dT cnl y ag o 103 ,H e (i gu U vrt,Zej n i gu Poic i gU i rt o c nea eho g ,H z u 302 ) eR n J ns n e i a v sy e n o n h a i s y hnagJ ns rv e i a n
由于动力 转 向系 统具 有 转 向操 纵轻 便 、灵 活 ,
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汽车电动助力转向系统设计 毕业论文

汽车电动助力转向系统设计 毕业论文

汽车电动助力转向系统设计毕业论文本章主要介绍汽车电动助力转向系统设计的背景和意义,以及论文的目的和结构安排。

汽车转向系统是车辆控制的重要组成部分,它直接影响着驾驶员的操控感受和行车安全性。

随着科技的发展,传统的液压助力转向系统逐渐被电动助力转向系统所取代。

电动助力转向系统通过电力传动装置提供操控力,相较于液压助力转向系统具有更高的效率、更好的节能性和可靠性。

本文的目的是设计一种可靠、高效的汽车电动助力转向系统。

在研究的基础上,将重点关注系统的结构设计、控制算法优化、故障诊断等方面。

通过对系统的设计和优化,可以提高汽车的操控性和安全性。

本文结构安排如下:第二章将介绍汽车电动助力转向系统的背景与发展;第三章将详细阐述系统的设计原理与结构;第四章将重点探讨控制算法的优化与实现;第五章将研究系统的故障诊断方法与技术;最后,第六章将总结全文,并提出进一步研究的展望。

通过本文的研究和实践,相信可以为汽车电动助力转向系统的设计与优化提供一定的参考和借鉴,推动汽车技术的发展与进步。

在这一部分,我们将对汽车电动助力转向系统设计相关的文献进行综述。

我们将总结已有的研究成果,以及当前存在的问题。

具体内容}本文详细介绍了汽车电动助力转向系统设计的方法和步骤,涵盖了传感器选择、电机控制、系统优化等方面。

传感器选择在汽车电动助力转向系统设计中,选择合适的传感器是至关重要的。

传感器可以检测车轮的转向角度、转向速度以及转向力等参数,为后续的电机控制提供必要的数据支持。

常见的传感器包括转向角度传感器、转向速度传感器和转向力传感器。

在选择传感器时,需考虑其精度、响应速度和可靠性等因素,并确保其能与电机控制系统良好地配合。

电机控制在汽车电动助力转向系统中,电机控制是实现转向功能的核心部分。

电机控制系统通过接收传感器提供的数据,计算并控制电机的输出力矩,从而实现汽车的转向功能。

电机控制的关键是控制算法的设计和实现。

常见的电机控制方法有PID控制、模糊控制和神经网络控制等。

汽车电动助力转向特性分析-标准排版的本科论文

汽车电动助力转向特性分析-标准排版的本科论文

汽车电动助力转向特性分析摘要:汽车电动助力转向系统(Electric Power Steering System简称EPS)是近年来发展起来的种新型动力转向系统,具有节能、质量轻、安全、环保等一系列优点,正逐步取代传统的液压助力转向系统,成为未来汽车转向系统的发展方向,其出现并迅速成为世界汽车技术研究的热点。

汽车转向系统的发展经历了从简单的纯机械转向系统、液压助力转向系统,电控液压助力转向系统,到更为节能、操纵性能更好的电动助力转向系统这几个阶段。

本文论述了EPS的特点、工作原理、结构组成、国内外的研究现状,通过对EPS各组成部分和汽车转向系统的分析出了EPS性能评价指标,并对三种助力特性曲线的特点进行了分析和比较。

EPS系统作为今后汽车转向系统的发展方向,这给EPS带来了更加广阔的应用前景。

关键词:电动助力转向;特性;发展Electric Power Steering Characteristics were AnalyzedAbstract :EPS is a new type of automobile steering system,which has the advantages of saving fuel,light,safety and producing less pollution. EPS is taking the place of HPS gradually and becoming the trend of steering system. It is rapidly become the hotspots in the research of automobile technology of the world.The developing process of steering system has experienced several phases from the simple Mechanical Steering System, Mechanical-Hydraulic Steering System to Electric-Hydraulic Steering System,till the Electric Power Steering System(EPS) with lower energy consumption and higher performance.The article discusses the characteristics of EPS,working principle,composition and the research status of domestic and abroad. Through the analysis of components of EPS system and the steering system, then the state function of the combination system model was deduced and the model for simulation was built in this paper. Given the EPS performance evaluation,analysis and compare the three types of assist characteristic,and then design a new type of assist curve in order to reduce the steering force which based on the parameters of a certain type of car. EPS has a great use in future.Keyword: Electric power steering Characteristic Development目录1 绪论 (1)1.1研究的目的和意义 (1)1.2国内外发展状况 (3)1.2.1国外发展状况 (3)1.2.2 国内发展状况 (4)2转向系统的概述 (6)2.1转向系统的发展过程 (6)2.1.1机械式转向系统 (6)2.1.2液压式助力转向系统(HPS) (7)2.1.3电液式助力转向系统(EHPS) (8)2.2电动助力转向系统 (10)2.2.1电动助力转向系统的结构 (10)2.2.2电动助力转向系统的工作原理 (11)2.2.3电动助力转向系统的类型 (13)2.2.4电动助力转向的关键技术 (14)2.2.5电动助力转向系统的优点 (15)3 电动助力转向系统受力与性能分析 (17)3.1电动助力转向系统受力 (17)3.2 理想转向盘力矩的研究 (18)3.3电动助力转向系统性能的主要评价指标 (19)3.3.1 转向回正能力评价 (19)3.3.2 转向轻便性评价 (19)3.3.3 转向盘中间位置操纵稳定性评价 (20)3.3.4 转向盘振动评价 (20)3.3.5 转向路感及路感强度 (21)4 电动助力转向助力特性研究 (22)4.1助力特性曲线定义 (22)4.2转向助力特性曲线设计概述 (22)4.3电动助力特性曲线类型 (23)4.3.1直线型 (24)4.3.2折线型 (25)4.3.3曲线型 (25)4.4不同助力特性曲线参数的影响 (26)5 结论与发展 (29)5.1结论 (29)5.2发展 (29)参考文献 (30)1绪论随着我国经济的持续发展,人民生活水平不断提高,汽车渐渐走入人们生活中,成为现代步伐的工具,而随着汽车保有量的增加以及由此带来的一系列问题,使得“安全、节能、环保”成为未来汽车发展的三大主题。

线性电动助力转向系统的设计与性能分析

线性电动助力转向系统的设计与性能分析

线性电动助力转向系统的设计与性能分析引言随着汽车行业的发展,电动助力转向系统得到了广泛的应用。

传统的液压助力转向系统存在一些问题,例如油液泄露、能量浪费等。

而线性电动助力转向系统作为一种新兴的技术,具有更高效、更可靠的特点。

本文将探讨线性电动助力转向系统的设计原理和性能分析。

一、线性电动助力转向系统的原理线性电动助力转向系统是一种基于电机驱动的转向系统。

它通过电机控制活塞的运动,从而实现对转向系统的辅助力矩调节。

其基本原理是利用电机的力矩产生能力,通过齿轮和传动杆将电机的旋转运动转换为线性运动,进而作用于转向系统。

二、线性电动助力转向系统的设计要点1. 动力系统设计线性电动助力转向系统的动力系统设计是整个系统的核心。

首先需要确定所需要的动力大小和速度范围。

通过计算所需的辅助力矩和转向速度,选择合适的电机型号。

然后根据电机的特性,确定适当的减速比和传动杆长度,以保证系统能够提供足够的力矩和速度。

2. 控制系统设计线性电动助力转向系统的控制系统设计则需要考虑到系统的精度和稳定性。

通过传感器对转向系统的状态进行实时监测,将监测结果反馈给控制器。

控制器根据反馈信号调节电机的工作状态,以实现辅助力矩的精确调节。

同时,还需要考虑到系统的故障检测和保护功能,以确保系统的安全性和可靠性。

3. 机械结构设计线性电动助力转向系统的机械结构设计需要考虑到系统的紧凑性和可靠性。

通过合理设计的传动杆和齿轮系统,将电机的旋转运动转换为线性运动,并将辅助力矩传递给转向系统。

同时还需要考虑到系统的噪音和振动问题,通过合理的隔振和减震设计来提高系统的舒适性。

三、线性电动助力转向系统的性能分析1. 力矩输出性能线性电动助力转向系统的力矩输出性能是衡量系统性能的重要指标。

通过力矩传感器对系统的输出力矩进行实时监测,可以评估系统的稳定性和精度。

同时,还需要考虑到辅助力矩的增益和响应速度,以提高系统的灵敏性和控制性。

2. 能量效率线性电动助力转向系统的能量效率直接影响到系统的能耗和使用寿命。

汽车电动助力转向(EPS)的研究

汽车电动助力转向(EPS)的研究

汽车电动助力转向(EPS)的研究发表时间:2019-07-01T13:27:12.453Z 来源:《新材料.新装饰》2018年10月下作者:王建坡[导读] 转向系统是汽车的主要子系统之一,近年来,汽车电动助力转向系统(简称为“EPS”)已成为现代汽车中的常规配置,是一种直接依靠电机提供辅助扭矩的动力转向系统。

其性能直接关系到汽车的操纵舒适性和稳定性,对安全行车、减少交通事故、保护驾驶员的人身安全以及改善驾驶员的工作条件起着重要作用。

(长城汽车股份有限公司,河北省汽车工程技术研究中心,河北保定 071000)摘要:转向系统是汽车的主要子系统之一,近年来,汽车电动助力转向系统(简称为“EPS”)已成为现代汽车中的常规配置,是一种直接依靠电机提供辅助扭矩的动力转向系统。

其性能直接关系到汽车的操纵舒适性和稳定性,对安全行车、减少交通事故、保护驾驶员的人身安全以及改善驾驶员的工作条件起着重要作用。

关键词:电动助力转向系统;特点;类型;工作原理;关键技术Vibration mechanism of transmission gear and method of modification, vibration reduction and noise reduction Wang jian poGreat Wall Motor Company,Automotive Engineering Technical Center of HeBei,baoding Abstract:Steering system is one of the main subsystems of automobiles. In recent years, electric power steering system (EPS) has become a conventional configuration in modern automobiles. It is a power steering system that directly relies on motor to provide auxiliary torque. Its performance is directly related to the comfort and stability of vehicle operation, and plays an important role in driving safety, reducing traffic accidents, protecting driver's personal safety and improving driver's working conditions. in Key words:Electric Power Steering System; Characteristics; Types; Working Principle; Key Technologies1电动助力转向系统的特点1.1电动助力转向系统与传统的液压助力转向系统相比具有的优点(1)可降低发动机能耗。

汽车电动助力转向系统的发展

汽车电动助力转向系统的发展

汽车电动助力转向系统的发展随着科技的不断进步,汽车行业也在不断地进行改革和创新。

汽车电动助力转向系统的发展在近年来得到了广泛关注。

电动助力转向系统通过电动机或者液压泵等方式,为驾驶员提供操控方向盘的帮助,使得操控更为轻松和舒适。

这一系统的发展不仅带来了更好的驾驶体验,也在一定程度上提高了行车的安全性和稳定性。

本文将从电动助力转向系统的发展历程、技术特点和未来发展趋势等方面展开分析。

一、发展历程汽车电动助力转向系统的发展可以追溯到上个世纪70年代,当时一些高端车型开始使用电动助力转向系统,而在20世纪80年代,这种技术逐渐普及并应用于更多的车型中。

随着电子技术的快速发展,越来越多的汽车制造商开始将电动助力转向系统作为标配,甚至将其与先进的主动安全系统相结合,为驾驶员提供更全面的驾驶辅助。

在过去,汽车的转向系统主要采用液压助力转向方式,通过液压泵和液压缸的工作来帮助驾驶员转动方向盘。

而随着电子技术的应用,电动助力转向系统逐渐替代了传统的液压助力转向系统,使得转向系统更为智能化和高效化。

随着混合动力和纯电动汽车的出现,电动助力转向系统也得到了进一步的发展和完善,以适应不同类型汽车的需求。

二、技术特点电动助力转向系统相比传统的液压助力转向系统具有许多技术特点。

电动助力转向系统的配备更加智能化的控制单元,通过精准的电子控制来感知车辆的行驶状态和驾驶员的操控需求,从而实现更为精准和及时的转向助力。

电动助力转向系统采用了先进的电动机或者电动液压泵等设备,通过电能转换为机械能,提供源源不断的助力,使得操控更为轻松和灵活。

电动助力转向系统的节能环保性能也得到了显著提升,用电能取代液压油,降低了车辆能耗和排放。

一些电动助力转向系统还具有自适应和主动安全的功能,能够根据前方道路情况和车辆速度自动调整转向助力,提高行车安全性和稳定性。

而且,通过与车辆的其它系统和传感器相互联动,电动助力转向系统还可以实现车道保持辅助、碰撞预警等先进的辅助功能,为驾驶员提供更为全面的驾驶辅助。

电动助力转向系统稳定性分析与研究

电动助力转向系统稳定性分析与研究
S e n w i S iG o io, i l a a h n h nRo g e .h u ba 1 nYiT i L , Xio o g
(.e ig ntueo c nea dT cn l y2Xn t stt o rfs o eh o g ) 1 in stt f i c n eh o g ;.ig intue f oes nT cn l y B j I i Se o aI i P i o
vba o ca i a aepoo e ecn io f i pw r ai wt teueo rproa o t 11 n yi irt nmehnc t t r rvk di t o dtno g o e t i s f o o i l n o. I aa s i sh nh i b r o hh p tn c r . e l s I
况下引起 的转 向盘振动机理。 分析结果表 明, 大助力 比例系数使系统不稳定 , 而导致转 向盘振动。 从 提出了比例微分 控制策略解决转 向盘振动问题 。仿 真结果表 明 。 比例微分控制在提高转向轻便性 的同时能改善 系统 的稳定性 , 抑制 大助力 比例 系数下转 向盘的振 动。
主题 词 : 电动助 力转 向 稳定性 比例微分 控 制 仿 真
维普资讯

设计 ・ 计算- 研究 ・
电动助 力转 向系统稳定性分析 与研究
申荣卫 施 国标 林 逸 台晓虹
(. 理工 大学 ;. 台职业技 术学 院 ) 1 北京 2邢
【 摘要 】 建立 了电动助力转向系统 的七 自由度状态空间数学模型 。分析了采用 比例控制时在大助力比例系数情
b g p we t . i o rr i ao
Ke r s Elcrcp we te i gS a it , r p rin d fe e ta o to ,i lt n y wo d : et i o rse rn , tb l yP o o t i r n ilc n r l mu a i i o S o

汽车电动助力转向系统跑偏分析与解决措施

汽车电动助力转向系统跑偏分析与解决措施

汽车电动助力转向系统跑偏分析与解决措施摘要:汽车电动助力转向(Electric-Power-Steering,简称EPS)系统,作为一种新型的汽车动力转向系统,是辅助驾驶员进行转向操作的转向系统,能够提高汽车安全性能,节约能源,有利于环保,是一项紧扣现代汽车发展主题“安全、节能、环保”的高新技术。

电动助力转向系统一经出现就受到国内外汽车公司和设计人员的重视。

本文对汽车电动助力转向系统跑偏分析与解决措施进行分析,以供参考。

关键词:电动助力转向系统;行驶跑偏;转向回正引言车辆行驶跑偏是指汽车在干燥平坦道路上直线行驶,在对方向盘不加任何力的情况下,车辆自动向一侧方向偏离原行驶轨迹的现象。

GB7258—2017《机动车运行安全技术条件》中规定:机动车在平坦、硬实、干燥和清洁的道路上行驶不应跑偏,方向盘(或方向把)不应有摆振等异常现象。

1功能安全的商用车电动助力转向系统近年来,随着汽车集成化、智能化程度的不断提高,汽车电子系统的复杂程度也在同步增加。

为进一步提升汽车电子、电气系统的功能安全,相关国际标准《道路车辆功能安全》(ISO26262:2018)和国家标准《道路车辆功能安全》(GB/T34590—2017)相继出台。

汽车转向系统作为车辆基础性功能器件,其性能直接影响到车辆的操纵稳定性和安全性。

随着电子技术在汽车中的广泛运用,转向系统也较多地采用了电子器件,其中汽车电动助力转向(EPS)系统也越来越多地被应用在汽车上,EPS系统功能安全设计因此也成为了影响车辆安全行驶的重要因素。

我国从2022年起开始实施国家标准《汽车转向系基本要求》(GB17675—2021),该标准明确指出,所有符合标准适用范围内的车辆均应满足功能安全开发要求;此外,该标准附录B中还规定了转向电子控制系统在功能安全方面的文档、安全策略及验证确认的具体要求。

对于汽车转向系统的功能安全设计及验证方法,国内外学者也开展了大量研究。

“汽车在中高速行驶时应防止线控转向系统发生非意向性转向力矩大于转向力矩边界值”和“汽车在中高速行驶时应防止线控转向系统发生无法转向”这2个功能安全目标和功能安全概念,并分别开展了相关设计及测试验证;针对汽车转向系统概念阶段的开发,提出了具体的测试场景及测试结果评价的安全度量参数;基于汽车EPS系统功能安全设计,提出了一套硬件在环测试方法,并验证了该EPS系统安全机制的设计效果;尚世亮等对汽车电子电气系统故障注入方法、整车可控性指标进行了详细表述和系统性总结。

汽车电动助力转向系统优化

汽车电动助力转向系统优化

汽车电动助力转向系统优化随着汽车工业的不断发展,汽车的操控性和安全性越来越受到人们的关注。

电动助力转向系统作为汽车转向系统的重要组成部分,其性能的优劣直接影响着驾驶者的驾驶体验和行车安全。

因此,对汽车电动助力转向系统进行优化具有重要的现实意义。

一、汽车电动助力转向系统的工作原理汽车电动助力转向系统主要由转矩传感器、车速传感器、电子控制单元(ECU)、电动机和减速机构等组成。

当驾驶者转动方向盘时,转矩传感器会检测到转向转矩的大小和方向,并将其转化为电信号传递给 ECU。

车速传感器则会检测车辆的行驶速度,并将车速信号传递给 ECU。

ECU 根据接收到的转矩信号和车速信号,计算出所需的助力转矩,并控制电动机输出相应的转矩,通过减速机构施加到转向机构上,从而实现助力转向。

二、汽车电动助力转向系统优化的必要性1、提高驾驶舒适性优化后的电动助力转向系统可以根据车速和转向转矩的变化,提供更加平滑和舒适的助力,减少驾驶者在转向过程中的疲劳感。

2、增强操控稳定性通过精确的控制策略,优化后的系统能够在高速行驶时提供适当的阻尼,提高车辆的直线行驶稳定性;在低速行驶时提供较大的助力,使转向更加轻便灵活,增强车辆的操控性。

3、降低能耗高效的电动助力转向系统可以在满足助力需求的前提下,降低电动机的能耗,提高能源利用率,延长车辆的续航里程。

4、适应多样化的驾驶需求不同驾驶者对转向助力的需求可能存在差异,优化系统可以提供多种助力模式供选择,满足个性化的驾驶需求。

三、汽车电动助力转向系统优化的关键技术1、传感器技术高精度的转矩传感器和车速传感器是实现精确助力控制的基础。

优化传感器的测量精度、响应速度和可靠性,可以提高系统的性能。

2、控制算法控制算法是电动助力转向系统的核心。

先进的控制算法如模糊控制、神经网络控制等,可以更好地处理复杂的非线性系统,实现更加精准的助力控制。

3、电动机技术选择高效、低噪音、高扭矩的电动机,并优化其驱动电路和控制策略,能够提高系统的助力性能和可靠性。

轻型载货汽车电动助力转向系统的关键技术解析

轻型载货汽车电动助力转向系统的关键技术解析

轻型载货汽车电动助力转向系统的关键技术解析随着社会的不断发展和人们生活水平的提高,人们对商用车、特别是轻型载货汽车的要求也越来越高。

在提高车辆载重能力和行驶速度的同时,行驶安全也成为了广大人民群众非常关心的问题。

而电动助力转向系统正是一种被广泛应用于轻型载货汽车的关键技术,它可以为驾驶员提供更为精准、稳定和安全的转向支持。

本文旨在对轻型载货汽车电动助力转向系统的关键技术进行解析和探讨。

一、电动助力转向系统的作用和特点轻型载货汽车电动助力转向系统是一种集机械、电子、液压和控制技术于一体的系统,其主要功能是为驾驶员提供转向助力,降低驾驶难度和劳动强度,提高了驾驶的精准性和稳定性。

相较于传统的机械式转向系统,电动助力转向系统具有以下几个特点:1. 助力方便:驾驶员的转向操作只需要进行轻微的力度和转角调整,而无需过多的耐力和精力。

特别是在长时间行驶高强度工况下,其助力性更为突出;2. 精准稳定:电动助力转向系统通过高速运转的电机和对应的控制器,可以实现更为精准的转向控制,并且对车辆在转向过程中的各种反馈变化进行了快速响应和调节;3. 节能环保:电动助力转向系统可以通过对电机进行控制,避免能量的浪费和损失,在减少能源消耗和CO2排放的同时大大提高了车辆的燃油经济性和环保性能。

二、关键技术分析1. 电机技术车辆电动助力转向系统最为关键的是电机技术。

目前市面上的大多数电机采用的是永磁直流电机或无刷直流电机,它们具有高效、小体积、小马达质量和低噪音等优点。

同时,电机的控制方法分为电流控制和PWM控制两种方式,可以根据不同的需求和实际情况进行相应的调节和配置。

2. 控制器技术控制器是电动助力转向系统中至关重要的部分,它可以对电机的运作和动态响应进行控制。

目前主流控制器技术主要有电压型和电流型两种方式。

在控制器技术的选择中也需要根据车型、转向负载、行驶情况和供电系统进行相应的调节和控制。

3. 传感器技术为了保证电动助力转向系统的稳定性和安全性,传感器技术也是非常重要的一部分。

电动助力转向系统分析

电动助力转向系统分析

国内汽车厂商起步较晚,但开发速度很快,在轿车EPS系统开发上 已有成果。2002年北斗星汽车在国内首次安装进口的EPS带动了电动 助力转向系统的研究和开发,国内学者才开始研制开发汽车EPS产品, 我国的EPS控制系统的研究与开发工作尚处在起步阶段,少数高校和 研究机构从事该课题的研究,主要处于实验室研发阶段。
2、EPS系统的国内外研究状况及关键技术
2.1、EPS系统的国内外研究状况 2.2、EPS系统的关键技术
2.1、EPS系统的国内外研究状况
2.1、EPS系统的国内外研究状况
在国外,EPS系统首先是在小排量轿车上发展起来的。上世纪80 年代初期,日本铃木公司首次在其Cervo轿车上安装了EPS系统,随 后还应用在其Alto车上。此后,EPS在日本得到迅速发展。出于节能 环保的考虑,欧、美等国的汽车公司也相继对EPS进行了开发和研究。 虽然比日本晚了10年时间,但是欧美国家的开发力度比较大,所选择 的产品类型也有所不同。 在此之后,电动助力转向系统得到迅猛发展。日本的大发汽车公 司、三菱汽车公司、本田汽车公司、NSK和Koyo公司、美国的 Delphi汽车系统公司、TRW公司,德国的ZF公司、英国的Lucas公司 都相继研制出各自的EPS。在世界汽车行业中,EPS的年增长量达到 130万~150万套。目前,国外中型以上的货车和中级以上的轿车上几 乎都广泛采用这一技术装置。
4.2、EPS系统的结构类型
4.2、EPS系统的结构类型
电动助力转向根据作用位置的不同主要有三种结构。这三种结构 分别是对转向轴助力式、齿轮助力式和齿条助力式。
1.转向轴助力式:转向轴助力式电动助力转向机构的电动机布置 在靠近方向盘的下方,通过蜗轮蜗杆机构和转向轴链接。
2.齿轮助力式:齿轮助力式电动助力转向机构的电动机布置在 与转向器主动齿轮相连接的位置,再通过驱动主动齿轮实现助力作用。 3.齿条助力式:齿条助力式电动助力结构的动机和减速机构等 布置在齿条处,并直接驱动齿条实现助力。

电动轮椅车动力转向的稳定性分析与优化措施

电动轮椅车动力转向的稳定性分析与优化措施

电动轮椅车动力转向的稳定性分析与优化措施概述电动轮椅车是一种受到便携性和自主出行需求驱动的电动辅助工具。

然而,其动力转向系统的稳定性直接影响到用户的安全和舒适性。

因此,本文将对电动轮椅车动力转向的稳定性进行分析,并提出相应的优化措施。

1. 稳定性分析1.1 车体结构分析电动轮椅车的稳定性首先受到车体结构的影响。

车体结构的刚度、重心位置和转向系统的布置都对动力转向的稳定性有重要影响。

一般来说,车体结构应具备足够的刚度,以提供稳定的支撑和减小车体变形,从而增强转向系统的稳定性。

此外,重心位置应该尽量靠近地面,以减小侧翻的风险。

1.2 动力转向系统分析动力转向系统的设计和性能直接影响到电动轮椅车的操控稳定性。

确保转向系统的灵敏度和稳定性是提高电动轮椅车动力转向稳定性的关键。

首先,转向系统应具备适度的转向助力,以提供用户操作的舒适性和减小驾驶的负担。

其次,电动轮椅车的转向系统应具备较小的转向半径,提高其机动性,以应对复杂的道路环境。

2. 优化措施2.1 加强车体结构刚度将车体结构刚度作为优化的重点之一。

通过采用高强度的材料以及合理的结构设计,可以有效地提高车体的刚度,从而增强动力转向系统的稳定性。

例如,使用铝合金材料替代传统的钢铁材料,可以在保证强度的同时减小车体重量,降低质心高度,从而改善转向稳定性。

2.2 优化转向系统设计改进动力转向系统设计是另一个重要的优化措施。

首先,对转向助力系统进行优化,可以提高操控舒适性。

例如,在转向系统中引入电动助力装置,可以根据车速和转向力的变化来调整转向助力的大小,实现灵活的助力控制。

其次,通过优化转向减速器的设计,可以实现更小的转向半径和更稳定的转向性能。

此外,合理选择转向系统的传动比例,可以提高转向的精度和平顺性。

2.3 引入主动安全技术引入主动安全技术也是提高电动轮椅车动力转向稳定性的重要措施之一。

主动安全技术包括车辆稳定控制系统、制动力分配系统和牵引力控制系统等。

基于电机控制系统的电动车辆转向性能研究

基于电机控制系统的电动车辆转向性能研究

基于电机控制系统的电动车辆转向性能研究电动车辆的转向性能是保障行车安全和驾驶舒适的重要因素之一。

而在电动车辆中,电机控制系统则扮演着至关重要的角色,直接影响车辆的操控性和转向性能。

本文将针对基于电机控制系统的电动车辆转向性能展开深入研究。

首先,电动车辆的转向性能受到电机控制系统的影响。

电机控制系统是电动车辆转向的核心部件,其良好的调控将直接影响车辆的转向灵活度和稳定性。

电机控制系统包括了转向电机、电机驱动器、转向传动装置及相关控制算法等部分,通过协调转向电机的工作状态和转矩输出,实现车辆的转向操控。

因此,电机控制系统的设计和调试对于提升电动车辆转向性能至关重要。

其次,电机控制系统在电动车辆转向性能中的具体作用有以下几个方面:1. 转向力矩的输出:电机控制系统通过控制转向电机的转矩输出,实现对车辆转向力矩的调节。

通过精确的控制转向力矩的大小和变化率,可以实现转向的敏捷性和平稳性。

2. 转向灵活性的提升:电机控制系统通过调节转向电机的输出力矩,可以实现车辆的快速转向和灵活的转向半径。

通过合理设计和优化控制算法,提高电动车辆的转向灵活性,增强操控感和驾驶乐趣。

3. 转向稳定性的保障:电机控制系统的稳定性对于转向性能至关重要。

良好的控制系统设计和参数调节可以有效减小转向系统的震动和抖动现象,确保车辆行驶时的稳定性和乘坐舒适性。

4. 转向响应的速度和精确度:电机控制系统的工作速度和精确度直接决定了车辆的转向响应。

通过优化控制系统的响应速度和准确度,可以提高车辆转向的敏感度和准确性,增加驾驶者对转向操作的掌控感。

为实现优良的电动车辆转向性能,有以下几个关键技术点需要关注和研究:1. 控制算法的设计与优化:通过合理选择转向控制算法和优化控制参数,提高转向系统的响应速度和稳定性。

经典的控制算法包括PID控制、滑模控制和模糊控制等,掌握和运用这些算法可以提高转向系统的性能。

2. 传感器的选择与布局:合理选择和布局转向系统所需的传感器,确保获得准确的转向信息。

简述对助力转向系统的基本要求。

简述对助力转向系统的基本要求。

简述对助力转向系统的基本要求。

助力转向系统是指在汽车驾驶过程中,通过电动或液压装置将一部分控制力传递给转向系统,以减轻驾驶员对方向盘的操纵力,并提高行驶时的稳定性和安全性。

其基本要求如下:
1. 灵敏度:系统必须快速、准确地响应驾驶员的指令,使车辆能够按照预期方向前进。

2. 稳定性:系统必须保持行驶中的稳定性,不会因为阻尼不足或泄漏而出现剧烈震动或偏离。

3. 可靠性:系统必须具有高度的可靠性和稳定性,以保证在各种环境和道路条件下都能正常工作,同时还需要具备自我诊断和报警功能,及时发现并解决故障。

4. 轻便性:系统需要具有较小的体积和重量,以减少对车辆重心的影响,并为车辆提供更大的载荷空间。

5. 安全性:系统需要具有高度的安全性,避免因为设计、安装、使用等原因引起的事故,同时也需要考虑到安全性与其他功能之间的平衡。

综上所述,助力转向系统需要具备快速、稳定、可靠、轻便和安全等基本要求,以确保车辆在行驶时能够满足驾驶员的需求,并提高整个行驶过程的安全性和舒适性。

简述电动汽车转向系的作用

简述电动汽车转向系的作用

简述电动汽车转向系的作用
转向控制:转向系统允许驾驶员根据需要控制车辆的方向。

驾驶员通过操作方向盘,可以轻松地使汽车按照预期的方向行驶,实现车辆的转向。

稳定性增强:转向系统通过为驾驶员提供反馈,帮助驾驶员更好地掌握车辆动态,增强车辆的稳定性。

例如,当车辆在高速行驶中遇到风阻或路面变化时,转向系统可以自动调整轮胎的受力方向,保持车辆的稳定。

助力转向:电动汽车的转向系统通常采用助力技术,可以根据驾驶员的操作提供相应的助力。

这样可以在保证安全的同时,提高驾驶的舒适性和便捷性。

安全保障:电动汽车的转向系统配备了各种传感器和安全功能,如车道偏离预警、盲点监测等。

这些功能可以在驾驶员疏忽或遇到危险时及时提醒周边行人或车辆保障安全。

节能环保:电动汽车的转向系统采用了更高效、更环保的设计,能够降低能耗,减少对环境的影响。

同时,电动汽车的转向系统也更加简洁、轻便,有利于提高车辆的整体性能和续航里程。

适应性强:电动汽车的转向系统可以适应不同的驾驶模式和路况,如高速、市区、越野等。

这种适应性使得电动汽车在各种环境下都能保持良好的操控性能和稳定性。

综上所述,电动汽车的转向系统不仅在控制车辆方向方面发挥着重要作用,还在保证安全、提高驾驶舒适性、节能环保以及适应不同驾驶环境等方面具有显著的优势。

电动助力转向系统测试

电动助力转向系统测试

电动助力转向系统测试1. 简介电动助力转向系统是现代汽车的一项重要技术,它通过电动助力转向机构来辅助驾驶员进行车辆转向操作。

该系统主要由电动助力转向机构、传感器、控制单元和转向手柄等组成。

为了确保电动助力转向系统的正常工作,需要进行系统测试。

2. 测试目的电动助力转向系统测试的主要目的是验证系统在各种工作条件下的性能和可靠性。

通过测试,能够评估系统的灵敏度、稳定性、精确性和可操作性,并发现潜在的故障和问题。

测试还可以验证系统是否符合相应的标准和规范,并对需要改进的地方进行优化。

3. 测试内容3.1 功能测试功能测试是电动助力转向系统测试的关键内容之一。

它主要包括以下几个方面的测试:•助力转向功能:测试系统在不同速度下提供的转向助力是否符合要求,确保驾驶员可以轻松、平稳地进行转向操作。

•转向返回功能:测试系统在驾驶员释放转向手柄后,能否迅速返回中立位置,确保转向的准确性和稳定性。

•偏航修正功能:测试系统在行驶过程中是否能自动修正车辆偏航,确保车辆保持在正确的行驶轨迹上。

3.2 稳定性测试稳定性测试旨在评估电动助力转向系统在各种工况下的稳定性和可靠性。

通过模拟不同路况和转向动作,测试系统的响应速度、抗干扰能力和稳定性,并确保系统能够在各种复杂的驾驶情况下保持正常工作。

3.3 故障诊断测试故障诊断测试是为了验证电动助力转向系统对故障的诊断能力。

通过模拟各种故障场景,检测系统对故障的识别和报警功能,并确保系统能够快速准确地诊断和处理故障,保证驾驶员的安全。

3.4 耐久性测试耐久性测试是为了评估电动助力转向系统在长时间使用和复杂工况下的可靠性。

通过模拟长时间行驶和频繁转向操作,测试系统的耐久性和稳定性,并确定系统的使用寿命和维修周期。

4. 测试方法电动助力转向系统测试可以采用实车测试和模拟测试相结合的方法。

•实车测试:通过在真实道路上进行测试,模拟不同的驾驶情况和路况,评估系统的性能和稳定性。

•模拟测试:利用专门设计的模拟设备,模拟各种工况和故障场景,进行系统性能和可靠性测试。

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[ +] 由赫尔维茨稳定性判据 可知: 要使系统稳定
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常会出现系统不能稳定工作的问题, 主要表现为汽 车在转向过程中助力电动机电流的波动导致转向盘 抖动, 引起驾驶员的紧张和疲劳 @ 出现系统不稳定 的原因很多, 一方面和系统各部件的设计匹配有关, 另外也和控制器的控制规律有关 @ 因此, 在设计和 开发电动助力转向系统的过程中需要研究系统的稳 定性 @
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系统稳定性分析
由于系统的稳定性同系统的各部件的参数密切 相关, 因此, 合理选取各参数就显得相当重要 2 设定
图 *+ 电动助力转向系统结构 3456 *+ 78(),9:48 ;495/9, <= )>)8:/48 0<-)/ ’:))/4?5 ’@’:),
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收稿日期: !$$# C $? C $" 基金项目:江苏省六大人才高峰计划资助项目 ( : C !$$! C $>! ) 万方数据 作者简介:何 & 仁 ( >DA! C ) , 男, 江苏南京人, 教授, 博士生导师 ( E4*4+S )J1= 4;)= 9+) , 主要从事汽车机电一体化技术的研究 @
・ ・
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输出轴 + + + ! ) ! ) " # ) ! ) % $( ’ ! ’ ’ ! ) )" ( ! , ’ ( ! ) )’ & ($ , 齿条 )/ * / " +/ */ " $/ */ % 电动机 !, ! , " # , !, % &, ’ $, ( ! , ’ (! ) ) ( 1 ) 方向盘的转动惯量, # ’ 为转向柱 式中 ! ’ 为转向柱、 的阻尼系数, $ ’ 为扭杆的刚性系数, ! ’ 为转向柱的 旋转角, & ( 为作用在方向盘上的转向转矩, ! ) 为减 速机构的转动惯量, # ) 为减速机构的阻尼系数, !) 为输出轴的旋转角, ( 为蜗轮蜗杆减速器的减速比, ) / 为小齿轮及 & - 为作用在输出轴上的反作用转矩, 齿条质量, $ / 为等效弹簧的弹 + / 为齿条的阻尼系数, - ! 是路面的随机信号, #, 性系数, * / 为齿条的位移, 是电动机粘性摩擦系数, & , 为电动机电磁转矩, $, 为电动机和减速机构的刚度, ! , 是电动机惯性矩, , 0 为小齿轮半径 2 其中 # ’ 、 #) 、 +/ ! , 是电动机转角, 和 # , 的数值通过试验获得 2 + +
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图 .+ 双万向节传动 3456 .+ D<EF>) 54,F9>’ :/9?’,4’’4<?
这样, 就得到了电动助力转向系统机械部分的
数学模型, 该模型主要有 $ 个输入: 转向盘转矩、 电 动机电磁转矩输入控制和路面的随机输入; 系统的 输出主要包括转向盘、 电动机和齿条的位移、 速度和 加速度以及转矩传感器检测的转矩大小、 电动机助 力转矩的大小和转向横拉杆的作用力, 其中, 转矩传 感器、 电动机助力转矩、 齿条位移和转向横拉杆上的 作用力是模型的主要输出 2
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! ! 由此可以看出, 助力增益 $ & 的取值只有满足式 ( )/ ) ( )/ )时, 系统才能够稳定工作7 当 $ & 满足式 时, 由系统的相对稳定性可知, 系统 $ & 的取值越小,
式中 ! 0 为小齿轮转角, #、 " 分别是两万向节的夹角 2 而 !0 % 假定为等速万向节即 # % ", 则 !) % !0 , */ . ,0 , 联立方程 ( . )和 ( $ )得 !’ ! ’ " # ’ !’ " $ ’ !’ % &( " $’ 万方数据
・ ・ ・
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
电动机电磁转矩正比于转矩传感器所测得的转矩 同时假定电动机的控制是在理想情况下, 即 & ’)? , * (G) & , % $ 9 & ’)? % $ 9 $ ’ ! ’ ’ / ,0 式中 $ 9 为转向助力增益, 它和汽车的车速有关, 描 述了汽车在不同车速下转向系统的助力特性 2 下面 定义传递函数 0( " 1 ) % * / . & ( 用来描述系统的跟随 性能 2
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( 江苏大学汽车与交通工程学院, 江苏 镇江 !>!$>? )
摘要:在建立电动助力转向系统数学模型的基础上, 对电动助力转向系统的稳定性进行了分析, 应 用控制理论推导了电动助力转向系统的稳定性判断条件, 分析讨论了影响系统稳定性的结构参数 等因素, 指出了各影响因素的相应解决办法, 为电动助力转向系统及控制器的设计与改进提供了有 价值的理论依据 @ 研究表明, 对于一个设计定型的电动助力转向系统, 各机构部件的许多参数很难 改变, 可以采用改变电子控制单元中助力增益的方法来使系统稳定工作, 即在控制器设计中采用较 小的助力增益, 并通过试验进行了验证 @ 关键词:电动助力转向;传递函数;稳定性;试验 中图分类号:2#A>@ #& & 文献标识码:B& & 文章编号: >A%> C %%%" ( !$$# ) $# C $!D# C $#
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・
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其中 / / % ) / " ! ) . , 0 . 是减速机构、 小齿轮和齿条等 的当量质量, # / % + / " # ) . ,. 小齿轮和 0 是减速机构、 齿条等的当量阻尼系数 2
第 1 期+ + + + + + + + + + + + + + 何+ 仁等:电动助力转向系统稳定性分析
[ $ % &] !"# 控制单元, 转向系统动力学方程为 转向柱 ・ ・ ・ (*) !’ ! ’ " # ’ !’ " $’ !’ % &( " $ ’ !)
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式 ( )0 )中后两项含有数值很小的参数 . # 、 &% , 所以 可以得到助力增益 $ & 的取值范围为 $ & 5 $ &#&* ! ($ # $$ ( )/ )
($ # $ & $ $ ! ! ! )( ( *)’ # $ , ’ *) " 1 &+ 2 ($ # $ & $ $ $$ &+ % 该传递函数 -( 多项式 )( , * )中, ’ * )为系统的 特征多项式, 其特征方程为
工作, 必须满足 "- 4 . , 可以获 "0 4 .2 当 / " " . 时, 得更为严格的稳定性的约束条件 2 这样, 使系统稳 定工作的不等式为 ! ! ! $& 5 ($ # .+ / $+ ’ +# $ $ ’ $$ (. $ / # $ # $ $
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! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 江苏大学学报 ( 自 然 科 学 版) ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 第 +0 卷
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