电动液压助力转向系统控制算法研究与实现

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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。

电动助力转向系统模糊控制算法研究

电动助力转向系统模糊控制算法研究
《 装备制造技术) ) 2 0 1 4 年第 2 期
电动 助力转 向系统模糊控 制算法研 究
张传 红 . 陆静平 , 徐 亚茹
( 广西大学 机械工程学院 , 广西 南宁 5 3 0 0 0 4 )
摘 要: 针对 电动助 力转 向 系统( E P s ) 对控 制 系统的 实时性 、 稳定性 的要 求 , 提 出了一种应 用于 E P S的模糊控制 算法 , 并
Z O N M N M N S Z 0 P S P S P M
3 3
E q u i p me n t Ma n u f a c t u i r n g T e c h n o l o g y No . 2, 2 01 4
表中的模糊控制规则可用模糊关系矩阵 尺表示。 R =U ( E ×E × )

表 1 模糊控制规则表
E C
全行驶的重要保 障。 E P S的特殊工作环境要求助力电 E P S模糊控 制算法 机能够稳定 、 可靠 的频繁启停 , 这就需要采用更加先 2
E P S 作为一种新型节能 、 实用的装置将会被大规 模应用在各种运输工具上 ,而 E P S 控制器与助力 电 制精 度 , 但也存在一定 的局限性[ 1 】 : P I 控制 的本质是 机 的匹配是 E P S 正常 、 高效工作的关键 。 模糊控制是 种线性控制 ,若被控对象具有非线性特性或有参 建立在模糊 推理基础上的一种非线性控制策略。它 变量发生变化 ,会使得线性常参数的 P I 控制无法保 不依赖于控制系统的数学模型 ,对系统参数 的变化 持设计 时的性能指标 。 为满足 E P S 控制 的快速性、 稳 不敏感 , 当系统负载、 对象参数发生大范 围变化及受 定性和鲁棒性条件 ,智能控制方法是最佳选择 。其 到非线性因素影响时 , 也能取得好的控制效果。较传 中, 模糊控制正是智能控制 中应用广泛 、 最 为常见的 统的 P I D控制 ,模糊控制能更好的适应实际生产需 方法 之 一 [ 2 ] 。 要及应用 。 模糊控制器的设计包括模糊 化、 模糊推理 和 清 晰化 三个 部 分 。 1 E P S实验 平台 2 . 1输入输出变量的确定及模糊化 驾驶员操纵方 向盘将其转 向意图 由扭矩传感器 根 据 电机 驱动部 位 和减速 装置安 装位 置的不 转化为扭矩信号输入到控制器 ,控制器控制助力 电 同, E P S 可分为三类 : 轴助力式 、 小齿轮助力式 和齿条 机 , 实现转向的方向、 大小及快慢的变化。选取二维 助力式 。 本文实验所用 E P S 实验平台为轴助力式 , 主 模糊控制器 ,输入量分别为扭矩传感器 的输入扭矩 要由 E P S 控制器、 扭矩传感器 、 电动机 、 减速器 、 传动 偏 差 e和偏差 的变化率 e c ,输出量为控制电机转速 机构 和转 向机构等组成 。助力电机采用无刷直流电 的 P WM信号占空比 。模糊控制器结构如图 1 所示。

基于模糊控制的电动助力转向系统控制方法研究

基于模糊控制的电动助力转向系统控制方法研究
过 8 0 k m/ h时不再 需要 提供助 力 。
7 ( N・ m )
图 l 不 同车 速 下 直 线 型 助 力 特 性 曲线
2 模糊 自整定 P I D参 数控 制算 法设计
模糊控 制 和 P I D控 制 相 结 合 , 发 挥 其 各 自的 优 点 , 可 提高 E P S系统 的控制 性能 。
和误差 变化 率 e 之间 的模糊 关 系 , 在控 制 过 程 中不 断
对于 E P S系统 , 当 车速 和方 向盘 转 角 改 变 时 , 助 力 电动 机提供 的转 向助力 也应 随之变 化 。理 想的助 力
检 测 e和 e , 由当前 e和 所 对应 的参 数调 整量 A K 、
模 糊控 制具 有智 能控 制理 论 技 术 的 特 点 , 对 于 复杂 对 象 的控 制 效 果 远 远 超 过 常 规 的 P I D 控 制[ 4 ] 。如 果 将
于前轴 负 荷较小 的 车型 , 在 助 力 变化 区助 力 转 矩 与 方 向盘 的转矩 呈线性 关 系[ 5 ] , 其 数据 量小 , 利于 控制 系 统 的设计 , 在 实际 中容 易 调 整 。不 同 车速 下 直 线 型 助 力
中 图分 类 号 :U4 6 3 . 4: T P 2 7 3 . 4 文 献 标 识 码 :A
0 引 言
汽车电动助 力转 向 系统 ( E l e c t r i c P o we r S t e e r — i n g , E P S ) 用 电池作 为 能 源 , 电 动机 为 动力 , 以方 向盘 的转 速和转 矩 以及车 速 为输 入 信号 , 通 过 电子 控 制 装 置对 电动机 进行 相应 的控制 , 从 而 实现 助力 转 向 , 以 达 到转 向轻 、 操 纵 稳 的 效 果[ 1 ] 。但 在 实 际 工 作 中 因 噪 声、 路 况 等 因素 的 影 响 , E P S系 统 的工 作 情 况 复 杂 多 变, 为 了达到较 为理想 的控制 效果 , 在控 制 策略 和算 法 上都 要有 较为合 理 的设 计 。 在 助力 电动机 的控 制 上 , 以往 常 用 的方 法 是 P I D 调 节控 制 , 利 用 电动 机转矩 和其 电流 成 比例 的特性 , 通 过 调节 P I D控制 器各参 数 , 控 制 助力 电动 机 的端 电压 或 电流 。常规 P I D控制 可 减少 调 节 时 间 , 提 高 系统 的 响应速 度 , 改 善 系统 的动 态性 能 , 但是抗干扰能力差 , 不能在 线整 定参 数 , 对 于 时 变 的复 杂 系 统 控 制效 果 不 理想【 3 ] , 因此 不 能使 E P S系 统 获 得 满 意 的 控 制 效 果 。

电动助力转向系统的PID控制研究

电动助力转向系统的PID控制研究
( a T )3个 、P 、P 、P 为 拟合 系数 。 。 。 。
3 P D控制 的基本原 理 I
) 、助力 不 变 区
在 E S控 制 系统 中 ,良好 的 控 制 策 略直 接 影 响 P
到 电动机 的 助 力 效 果 。P D控 制 是 一 种 线 性 控 制 方 I 法 ,也是 目前最 成熟 、最 有效 的控 制方法 ,具有 良好
出助力力 矩 ,再 通过 助力装 置实现 车辆转 向 。
2 助 力特性 曲线
图 1 电动 助 力 转 向 系统 原 理 图
车速 感应 系数与 车速 之 间 的关 系 为 :
K Po P1 一 + + P2 + P3 。 ……… …… () 2
E S系统 的助 力 特性 曲线 主要 有 3种 形 式 ,分 P 别 是直线 型 、折 线型 和 曲线型 ,如 图 2所示 。从 图 2 中可 以看 出 ,助 力 特 性 曲线 有 无 助 力 区 ( ≤ < 0 T 。 、助力 变 化 区 ( a≤ T < a) T。 j
O T <T 0 ≤ j a
。 ≤ < 。 … () 1
按 比例 、积分 、微分 的数 学关 系进 行计 算 ,将其 结果
作为控制输 出。模 拟 PD控 制原理 图如 图 3 示 。 I 所 在图 3中, 目标值 为 r £ ,实 际输 出值 为 () () f,

【 J
1 电动 助力转 向系统
其 中:f 电动 机 的 目标 电流 ;J 为 电 动 机 的最 大 为 一
工 作 电流 ; 为转 向盘输入力 矩 ; 为转 向系统开
电动 助 力 转 向 系 统 ( l t cP we teig E e r o rS er , ci n E S P )是一种 新 的转 向技 术 。它 由电动机 直 接提 供 转

电动机械式液压助力转向系统 (EPS)

电动机械式液压助力转向系统 (EPS)

电动机械式液压助力转向系统 (EPS)电动机械式助力转向系统 (EPS) 与传统液压助力转向机构在转向助力上有所区别。

EPS 通过一个电动伺服马达而非通过一个液压驱动装置对驾驶员提供支持。

只在转向时,此伺服马达才激活。

因此,该伺服马达在直线行驶时不消耗功率。

电动机械式助力转向系统具有下列优点:- 驻车时转向力较低- 集成式、视车速而定的转向助力(伺服转向助力系统)- 转向时冲击较低以及方向盘旋转振动较低- 主动式方向盘复位- 节约燃油达 0.3 l/100 km 并因此降低 CO 2 排放- 不需要液压油电动机械式助力转向系统包含下列装备系列:电动机械式助力转向系统 (EPS):12 伏特供电(和以前相同)电动机械式助力转向系统 (EPS),配备一体化主动转向控制 (AL) 和电动马达/变速箱特定组合:由发动机室内的外部起动接线柱进行 12 伏供电电动机械式助力转向系统 (EPS),配备一体化主动转向控制 (AL) 和电动马达/变速箱特定组合(重量集中在前桥):由辅助电池、断路继电器和具有 DC/DC 转换器的辅助电池充电装置进行 24 伏特供电显示的为带主动转向控制的电动机械式助力转向系统索引说明索引说明1转向器2转向阻力矩传感器EPS 控制单元4集成有马达位置传感器的伺服马达5EPS 单元部件简短描述将描述电动机械式助力转向系统的下列部件:EPS 单元EPS 单元由下列部件组成:- EPS 控制单元- 集成有马达位置传感器的伺服马达EPS 控制单元是电动机械式助力转向系统的一部分。

EPS 控制单元通过 2 个插头连接与车载网络连接。

转向阻力矩传感器通过另一个插头连接与 EPS 控制单元连接。

在 EPS 控制单元中存储了多条用于伺服助力装置、主动式方向盘复位以及减震特性的特性线。

根据输入端参数计算出的数值与相应的特性线一起得出必要的转向助力。

根据不同的装备系列,为 EPS 单元提供不同的总线端 Kl. 30。

汽车电动助力转向控制系统的研究与开发

汽车电动助力转向控制系统的研究与开发

1绪论 1 E S 绍 1 P 介 E S由扭 矩 传感 器 、速度 传感 器 、转 向角传 感 器、 电子控 制装 置、 电 P 动 机 、离 合器 、减 速 器 和 齿 轮 齿 条 转 向机 构 等 组 成 。 其工作是 由检 测传感装 置将所需信 息输入控制 单元, 再由控 制单元对 这些 信 号进行运算 后得到…个 与行驶情 况相适 应的力矩, 最后 发 出指令 使 电动 机工 作 。 1 P 优点 2 E S ES P 具有 以下优点 : 1 节约 了能源 消耗 () () 2 对环 境无 污染 () 3 增强 了转 向 跟 随性 ( ) 4 改善 了回正特 性 ( ) 5 提高 了操纵 稳定性 ( ) 统结构 简单 。 6系 2 E S系统 总体 设计 P 2 1 P 的设计 总体框 架 E S 汽车在 启动或 发动机运 行 时, 如果 驾驶 员操纵汽 车方 向盘 , 此时在 方向盘 下侧的 扭矩传 感器会产 生 ~个与扭 矩成正 比的 电信号 。此时通 过主控 芯片 的 A 模块来 对其进 行采样 并且对 汽车 的发动 机的信 号 以及 车速 信号进行 采集测 D 量它们的频 率信 号( 设计 中不涉及 ) 同时对驱 动 电路 获取 电机的 电流信 号, 本 , 这 样可 以获得负载 的大 小。然后 通过预 设在 主控芯 片 内的控制 算法对 所获得 的汽 车 信 号进 行 处 理、计 算来 得 到需 给 出 目标的 电流 值 。然后 该值 通 过计 算 公式转 换成对应 的 P M 号 的占空 比值给驱 动芯 片传输 P M W信 W 信号 。 当驱 动 芯片 T3 0 D 4 收到 P M信号后, w 驱动 上 F 臂的两 对 一M S E 管 , 电机提 供 桥 OFT 给
m tr o o .U i g F e s a e s M 9 1 D 1 8 o t o c p a d d i e h p T 3 0 T t c i v ri e i c t F n l y c m l t a o e t e n s n r e e l ’ C S 2 G 2 c n r l hi n r v r c i D 4 S o a h e e d v c r ui . i a l , o p e e a c r p w r s e ri g

电控液压助力转向系统的研究现状和展望

电控液压助力转向系统的研究现状和展望

电控液压助力转向系统的研究现状和展望[摘要]:综述电控液压助力转向系统的结构、工作原理及其特点,电控液压助力转向系统能够根据转向需求提供不同的转向助力,既可改善低速时的转向轻便性,又可保证高速时的转向手感。

ehps既可以节省燃油消耗,有利于环保;又能够有效解决转向轻便性与转向灵敏性的矛盾,改善车辆的操纵稳定性,提高驾驶舒适性和安全性。

[关键词]:汽车电控液压助力转向研究现状中图分类号:tn948.2 文献标识码:tn 文章编号:1009-914x(2012)29- 0050 -031引言当今汽车技术的发展追求节能、环保和安全,ehps由于具有节约能源、成本低、便于控制和易于调节等优点,已成为各国汽车界研究的重点。

电控液压助力转向系统不但继承了液压助力转向系统的优点,而且作为向电动助力转向系统过渡的中间产品,起着承前启后的作用,同时也发展了自己的特色。

ehps系统特殊的优点以及它不断增加的市场正使得国内的专家学者以及许多汽车公司对ehps系统产生越来越浓厚的兴趣,已经成为国内车辆技术研究的热点。

2 汽车转向系统的发展汽车转向系统分为机械转向系统和助力转向系统,随着现代汽车技术的快速发展,助力转向系统由传统的液压助力转向系统(hydraulic power steering system,简称hps)向电控液压助力转向系统(electro-hydraulic power steering system,简称ehps)、电动助力转向系统(electric power steering system,简称eps)、线控转向系统(steering by wire system,简称sbw)发展。

机械转向系统由转向操纵机构、转向器和转向传动机械三大部分组成,以驾驶员的体力作为转向能源,其中所有传力件都是机械的,从而增加了驾驶员的疲劳,减小了转向灵敏度,因此机械转向系统很难协调转向轻便性和转向灵敏性之间的矛盾,降低了汽车行驶安全性和舒适性。

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。

电动助力转向系统研发生产方案(一)

电动助力转向系统研发生产方案(一)

电动助力转向系统研发生产方案一、实施背景随着全球汽车工业的快速发展,消费者对汽车性能和安全性的需求日益增长。

作为汽车关键零部件之一,转向系统在提高驾驶体验和确保行车安全方面具有举足轻重的作用。

传统液压转向系统由于其能耗高、效率低等问题,已无法满足现代汽车业的发展需求。

为了应对这一挑战,我们提出了电动助力转向系统的研发生产方案。

二、工作原理电动助力转向系统(EPS)主要利用电机和减速机构为方向盘提供助力,从而提高转向的轻便性和准确性。

其核心部件包括电机、扭矩传感器、控制器和减速机构。

电机通过扭矩传感器感知驾驶员输入的扭矩,控制器根据采集的信号计算出合适的助力大小,然后驱动电机转动,通过减速机构将助力传递到方向盘。

三、实施计划步骤1.开展市场调研,分析电动助力转向系统的需求及竞争态势。

2.进行技术可行性研究,包括电机、扭矩传感器、控制器和减速机构的设计与选型。

3.搭建系统试验平台,进行性能测试与验证。

4.与汽车制造商合作,将电动助力转向系统集成到汽车中,进行实车测试。

5.根据测试结果进行优化改进,确保系统的性能和质量。

6.正式投产并推向市场。

四、适用范围本研发生产方案适用于各类乘用车、商用车以及特种车辆的转向系统升级或替换。

特别是对于那些追求高性能、高安全性和低能耗的汽车制造商和消费者,电动助力转向系统具有较大的市场潜力。

五、创新要点1.采用先进的电机技术和控制算法,提高系统的能效比。

2.设计简洁、紧凑的减速机构,降低系统成本并提高可靠性。

3.整合多种安全功能,如车道偏离预警、自动泊车等,提升驾驶安全性。

4.提供个性化设置选项,满足不同驾驶员的需求。

六、预期效果1.提高转向系统的助力效果,使驾驶更加轻松省力。

2.降低车辆能耗,实现节能减排。

3.提高车辆的安全性能,减少交通事故风险。

4.为汽车制造商提供新的盈利点,提高市场竞争力。

七、达到收益根据市场调查和分析,预计电动助力转向系统的市场需求将逐年增长。

电动助力转向系统的PID控制及仿真研究

电动助力转向系统的PID控制及仿真研究

0 引 言
电动助力 转 向系统 ( P ) 表 着未 来动 力转 向 E S代
地 面对 前 、 轮 的侧 向反 作 用 力 , 后 即侧 偏力 ; 为 前 轮转角 ; I 为汽 车绕 Z轴 的转 动惯 量 ; , 为质 心 到 口b 前 后 轴 的距 离 ;, 横摆 角 速 度 。则二 自由度 汽 车 t为 o 的运 动微分 方程 式为 [ : 2 ]
Fr Ffo d r ( + uo) + cs= n v  ̄
的发展 方 向 , 它具有 体积 小 、 量轻 、 重 结构 简单 、 节能
环保、 随车速 变化调 整转 向助力 的大小等 优点 , 可广
泛 应 用于轿 车 、 车 等众 多 车型 。助力 电机 被 固定 货
在转 向轴上 的转 向轴助 力式 E S最为 常 见[ , 利 P 】其 ] 用 电动机提供 转 向助力 , 当有 转 向动作 发生 时 , 扭矩
出力矩 , 现转 向助力 。 实
1 E S系统动 力 学模 型 的 建 立 P
1 1 汽 车 操 纵 模 型 的 建 立 .
软件 对 E S仿 真模 型及其控 制 算法进 行 了实现 。 P
关键词 : 助力转 向; 控制 ; 配 ; 匹 仿真 中 图分 类号 : 6 U4 3
文献标 识码 : A 文 章 编 号 : 0 1—2 5 ( O 8 O 10 2 7 2 O ) 3—0 4 0 1一O 3
sm l a i n i 】 to 】
图 1 线 性 二 自 由 度 汽 车 模 型
侧 向运动 与绕 Z轴 的横摆 运 动这 2个 自由度 , 且 并 汽 车 的侧 向加 速 度 限定 在 0 4 以下 , 胎 侧 偏 特 .g 轮
性 处 于线 性范 围。模 型 采用 车 辆 坐标 系 , 其 原 点 令 与汽 车 质 心 重 合 , 且 设 m 为 汽 车质 量 ; , , 并 F, F 为

电动助力转向系统控制策略的研究

电动助力转向系统控制策略的研究

smp iid ln h y t m mo e r a p i d t n n ie r EPS mo e . Th smu ai n e u t h w h t h o to i lfe i e r s se d l a e p le o o ln a d1 e i lto r s ls s o t a te c n r l sr tg e r e sb e. ta e is a e f a il Ke wor y ds:EPS,Co r lsr t g nt o t a e y,Cu r nts t p i l ort r e e — o nta g ihm ,No i ar sm u a i nl ne i l ton
型的控制没计结果应用 于电动助力转 向系统的非线性仿 真模 型之 中 , 仿真结果证 叫了这样 的控制设计有 效 , 在这 种 简单的控制结构下 , 系统的控制性能也能达 到要求 。
关键 词 : 电动 助 力转 向 系统 , 制策 略 , 控 电流 给 定算法 , 线性 仿真 非 A td n t e Co to tae y o e ti o rS e rn y tm S u y o h n rlS rt g fElcrc P we t ei g S se
sg s o u r n l s d lo I c n r l ra d c re ts tp i ta g rt m . Th e in p r m ee s o an d b s d o in fc re tc o e -o p P o to l n u n e - o n lo h e i e d sg a a t r bti e a e n
Wu F n , n hj ,Y oD n w i W a gYu e g Ya gZ ia a o g e, i n n& HuS u e h g n

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)

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。

电动助力转向系统仿真与控制算法对比研究的开题报告

电动助力转向系统仿真与控制算法对比研究的开题报告

电动助力转向系统仿真与控制算法对比研究的开题报告
1. 研究背景及意义:
电动助力转向系统是汽车转向系统中的重要组成部分,其作用是通过电机对转向机构进行辅助转动,使得驾驶员更加轻松地控制车辆的转向。

随着电动车辆的兴起,电动助力转向系统的研究与开发也变得越来越重要。

本研究旨在比较分析电动助力转向系统中不同的仿真模型和控制算法,以达到优化系统设计及提高系统效率的目的,为电动车转向系统的研究与应用提供一定的参考依据。

2. 研究内容及方法:
(1) 系统建模: 根据电动助力转向系统的结构,建立系统的数学模型,并在Simulink中进行仿真,分析系统的动态响应和稳态特性。

(2) 控制算法比较: 选择基于PID控制器、基于自适应控制器和基于神经网络控制器等不同控制算法来对比研究,比较各算法的性能和效果。

(3) 系统性能评估: 采用稳态误差、响应速度、超调量等指标对系统的性能进行评估,比较各算法的控制效果,并进一步探究系统优化设计的途径。

3. 预期研究结果及意义:
通过比较不同的仿真模型和控制算法,本研究旨在提高电动助力转向系统的控制效率和精度,为电动车转向系统的研究和应用提供一定的参考依据,具有一定的理论和实际应用价值。

车电动助力转向器电控单元(ECU)的研究 毕业设计论文

车电动助力转向器电控单元(ECU)的研究  毕业设计论文

摘要电动助力系统采用电动机提供助力,具有转向力可变、路感良好、环保、耗能低和维修方便等优点,充分体现出汽车向智能化发展、满足未来安全性要求和环保要求的发展趋势。

本文在深入学习电动助力系统工作原理的基础上,设计了电动助力系统控制单元的硬件电路,研究了控制策略和算法,开发了相应的软件程序,印制了电路板,在自行搭建的试验平台上进行了实验验证。

具体工作内容如下:1. 研究了电动助力转向系统的发展和系统的基本原理;2. 在充分考虑满足电动助力控制单元功能需求的基础上,开发了一套基于单片机80C552的电机控制方案:利用电子执行单元(ECU)实时采集信号,运用PWM技术实现对H桥和电动机进行电流闭环控制,并完成了硬件电路设计;3. 在保证汽车的稳定性和安全性条件下,通过深入研究助力控制、回正控制和阻尼控制策略,提出了基于PID的控制算法,开发了核心控制程序;上述研究工作实现了电动助力系统低速轻便、高速稳定的使用要求,为下一步的工程实用化奠定了先期技术基础。

关键词:电动机,PID,控制策略,PWMAbstractEPS is a kind of power steering system following the system of hydraulic, motor was adopted to offer power directly. EPS has many advantages such as adjusted power which is controlled by the automatically controlling unit,good way sense,environmental protection,low energy consumption, convenient maintenance. The development trend of intelligent vehicles, future security requirements and environmental requirements was fully represented by EPS.In this thesis the Electronic Control Unit (ECU) and the software program of the ECU was designed, control strategies and algorithm were also studied based on the study of the operation principles of EPS. Following is the detailed process:1. Basic components, working principle and mathematical model of Brushless DC Motor (BLDCM) were described in detail.2. While the functions of ECU were considered, a scheme of motor control based on the high-performance microcontroller 80C552 was put forward and the ECU was designed. PWM technique was used to control H and closed loop motor current.3. Three control strategies which are assisting mode return ability and damp mode to get a stable steering under various conditions was presented and discussed in this paper. And a control algorithm based on PID was proposed under the strategies.The research above make the A/D acquisition program, speed signal acquisition program of the Electric power steering system come true, and t it laid a practical basis for the next preliminary technology.Keywords: MOTOR; PID; Control Strategy; PWM目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)目录 (Ⅲ)第一章绪论 (1)1.1电动助力转向系统 (1)1.1.1电动助力转向系统的原理及发展 (1)1.1.2 电动助力转向系统控制单元 (3)1.2国内外研究现状 (4)1.3课题研究的目的和意义 (6)1.4本文研究内容 (6)第二章助力特性和控制策略研究 (8)2.1助力特性分析 (8)2.1.1助力特性的概念 (8)2.1.2助力特性曲线分类 (9)2.2控制模式 (10)2.2.1助力控制 (11)2.2.2回正控制 (12)2.3控制策略研究 (13)2.3.1电机目标转矩的控制策略 (13)2.3.2助力电机的电流控制策略 (14)2.3.3控制算法 (14)2.4本章小结 (16)第三章硬件控制系统设计 (17)3.1 EPS控制系统的总体结构 (17)3.2 ECU的控制芯片 (18)3.3电源电路和信号处理电路 (19)3.3.1电源电路 (19)3.3.2扭矩信号 (20)3.4电机的控制电路和保护电路 (21)3.4.1电动机的PWM调压调速原理 (22)3.4.2功率开关部件的选择及其驱动电路 (24)3.4.3电动机的保护电路 (25)3.5故障诊断电路 (26)3.6系统硬件的抗干扰性设计 (27)3.7本章小结 (27)第四章EPS控制软件设计 (28)4.1系统控制软件概述 (28)4.2 转向盘转矩信号采集子程序 (29)4.3 车速信号的采集子程序 (29)4.4 目标电流的确定 (30)4.4.1 助力曲线与目标电流 (30)4.4.2 助力特性曲线的确定 (30)4.5 PWM 脉宽调制及电机控制 (31)4.6 判断转向子程序 (31)4.7 软件滤波设计 (31)4.8 本章小结 (32)结论及展望 (33)致谢 (35)参考文献 (36)附录 (38)第一章绪论汽车转向系统作为汽车的重要组成部分,决定着汽车主动安全性的关键,汽车是否具有安全的操作性能,始终是消费者最关心的,也是汽车厂商在日趋激烈的市场竞争中站稳,始终是消费者最关心的,也是汽车厂商在日趋激烈的市场竞争中站稳脚跟的根本。

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。

电动助力转向系统的研究与设计

电动助力转向系统的研究与设计

电动助力转向系统的研究与设计摘要电动助力转向系统(Electric Power Steering System,简称EPS),是汽车工程领域的热门课题之一。

本文在研究了电动助力转向系统工作原理的基础上,设计开发了EPS的电子控制单元ECU (Electronic Control Unit)的硬件电路和相应的控制软件框图。

本文详细分析了电动助力转向系统电子控制单元的功能,研究开发了以89c52单片机为微处理器的电子控制单元。

控制单元具有实时数据信号采集和系统控制功能,根据采集的数据信号,确定电动机输出的目标电流,利用PWM脉宽调制技术,通过H桥式电路控制电动机的输出电流和转动方向,实现助力转向功能。

在研制了实验用ECU装置后,开发了相应的控制软件。

控制软件分为控制策略的实现和数据信号采集与分析两部分。

整个软件系统采用了模块化的设计思想。

在数据信号采集与控制部分,设计了系统主程序、A/D采集程序、车速信号采集程序和PWM控制程序。

本文所设计的EPS电子控制单元性能稳定,结构合理,与整车匹配性能好,可保证EPS实现良好的转向助力效果。

关键词:电动助力转向电子控制单元单片机控制策略Electronic power steering system Research and DesignABSTRACTElectric Power Steering System (EPS) is one of the focuses research in automotive engineering. This paper is based on the principles of EPS to study the operation, designed and developed the Electronic Control Unit (ECU) and the soft ware diagram of the ECU.The thesis Considers the functions of the electronic control unit of EPS, studied and developed the hardware that adopted 89c51as its microprocessor. The control unit was able to realize real-time data/signal acquisition and system control. The target current of motor output could be determined by the obtained data; and utilizing the Pulse-Width Modulation (PWM) technology, power could be provided to the steering system by controlling the output current and rotation direction through H-bridge circuit.The software program, which was divided into the realization of control strategy and the acquisition & control of data/signal, was developed in modular after the design of experimental ECU was completed. And the main program, A/D acquisition program, speed signal acquisition program and PWM control program are developed in the second part.The result showed that the electronic control unit designed was with stable performance, appropriate structure and excellent matching condition, and the excellent power steering effect could be ensured by EPS.Key words: Electric Power Steering System (EPS) Electronic Control Unit Single-Chip Microprocessor Control Strategy目录前言 (1)第1章绪论 (2)1.1汽车电动助力转向系统的特点 (2)1.2电动助力转向系统国内外的研究现状 (4)1.3 EPS的发展趋势和急待解决的核心技术 (5)1.4本课题研究的目的与意义 (6)第2章电动助力转向系统方案确定及工作原理 (7)2.1电动助力转向系统的工作原理 (9)2.1.1电动助力转向系统的组成和工作原理 (9)2.1.2电动助力转向系统的分类 (11)2.1.3电动助力转向系统的技术要求 (12)2.2电动助力转向系统的数学模型 (13)2.2.1转向盘和转向柱输入轴子模型 (14)2.2.2电动机模型 (14)2.2.3输出轴子模型 (16)2.2.4齿轮齿条子模型 (16)2.3电动助力转向系统的主要部分 (17)2.3.1转矩传感器 (18)2.3.2车速传感器 (19)2.3.3直流电动机 (20)2.3.4电磁离合器 (21)2.3.5减速机构 (22)2.3.6电子控制单元ECU (23)第3章电动助力转向系统的硬件设计 (24)3.1电子动力转向系统控制器的总体结构 (24)3.2控制器微处理芯片的选择 (26)3.2.1控制器微处理器常用芯片及选型 (26)3.2.2 89C52芯片及A/D转换芯片介绍 (26)3.2.3 89C52外部总线扩展及片外ROM的连接 (28)3.3控制器输入通道的设计 (30)3.3.1转矩信号的采集 (30)3.3.2电动机电流信号的采集 (31)3.3.3车速信号的采集 (33)3.4控制器输出通道的设计 (34)3.4.1电动机的PWM控制 (34)3.4.2电磁离合器和显示控制电路的设计 (39)3.4.3 电动机保护电路及继电器驱动电路设计 (40)3.5系统供电电源电路设计 (41)3.6系统硬件抗干扰措施 (42)第4章电动助力转向系统的软件设计 (45)4.1 EPS的控制策略 (45)4.1.1 EPS的PID控制 (45)4.2电子动力转向系统各功能模块的软件设计 (48)4.2.1 A/D采集程序 (48)4.2.2 PWM控制程序 (49)4.2.3车速信号采集程序 (51)4.2.4系统主程序 (53)结论 (55)谢辞 (56)参考文献 (57)附录 (59)外文资料翻译 (66)前言转向系统作为汽车的一个重要组成部分,其性能的好坏将直接影响到汽车的转向特性、稳定性和行驶安全性。

简述电动助力转向系统的控制原理及控制策略。

简述电动助力转向系统的控制原理及控制策略。

简述电动助力转向系统的控制原理及控制策略。

电动助力转向系统是一种基于电机和电子控制器的转向装置,它可以增强驾驶员的操纵感觉,提高车辆的操控性和安全性。

其主要作用是在车辆转向时,通过电机控制系统向转向系统提供额外的扭矩,从而减轻驾驶员的操纵负担,使车辆更容易转向。

电动助力转向系统的控制原理主要包括以下几个方面:
1. 传感器测量:系统中的传感器可以感知车辆的转向角度、方向盘转动力矩、车速等参数,并将这些数据传递给电子控制器。

2. 控制算法:电子控制器根据传感器测量到的数据进行计算,判断车辆的行驶状态和驾驶员的意图,从而确定电动助力转向系统需要提供的扭矩大小和方向。

3. 电机控制:根据控制算法的输出,电子控制器控制电机输出相应的扭矩,使其作用于车辆转向系统,从而实现转向的辅助作用。

电动助力转向系统的控制策略主要有以下几种:
1. 扭矩反馈控制:根据方向盘转动的力矩大小和方向,电子控制器控制电机提供相应的扭矩,使其与驾驶员施加的力矩相平衡,从而减轻驾驶员的操纵负担。

2. 车速反馈控制:根据车速的变化,调整电动助力转向系统提供的扭矩大小和响应速度,使车辆在不同的行驶状态下都能保持稳定的操控性。

3. 转向角度反馈控制:根据车辆的转向角度,控制电动助力转向系统提供的扭矩大小和方向,使转向更加平滑和自然。

总之,电动助力转向系统的控制原理和控制策略是相互关联的,在实际应用过程中要根据车辆的实际情况和驾驶员的习惯,采用灵活的控制策略,使其发挥最大的作用。

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电动液压助力转向系统控制算法研究与实现随着近几年汽车行业的发展,汽车的操控性能是越来越受到重视,液压转向系统也开始被广泛应用。

电动液压助力转向系统(EPHS)是新一代汽车液压转向系统,它可以实现汽车的操控性能更优良,更高效,更安全。

由于EPHS具有多种功能,因此研究和实现电动液压助
力转向系统控制算法是一项复杂的工作,也是未来汽车开发的一个重要方向。

本文主要对电动液压助力转向系统控制算法进行研究与实现。

首先,本文针对EPHS系统结构特点,给出了系统控制算法的逻
辑架构。

在建立系统控制算法架构的基础上,针对EPHS的各个功能,提出了动态计算电动液压控制量的算法,并给出了控制量的实时计算公式,以及如何针对不同转向模式进行调整控制量等。

接下来,为了验证电动液压助力转向系统控制算法的有效性,实施了真实车辆仿真实验。

实验在实际道路上进行,实际的道路情况模拟出来,使得实验更加真实和准确。

实验结果表明,EPHS系统控制
算法对实际道路行驶时的操控性能有显著的改善,并且提升汽车的驾驶得分,证明EPHS控制算法计算量准确有效。

最后,本文还对EPHS控制算法的应用前景做出了展望,认为EPHS 控制算法可应用于汽车安全驾驶、汽车自动驾驶、低碳环保等领域,可以大大提高汽车的性能和安全性。

以上就是本文关于电动液压助力转向系统控制算法的研究与实
现的内容。

本文从EPHS系统结构特点,提出了系统控制算法的逻辑
架构,并详细阐述了电动液压转向系统控制算法计算量的动态计算公
式,更从实际车辆仿真实验中证明了EPHS系统控制算法的可行性和有效性,进一步验证了EPHS控制算法在汽车安全驾驶、汽车自动驾驶等领域的应用前景。

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