混合动力客车EPS系统控制策略研究

摘要

电动助力转向系统(Electric Power Steering System，EPS)是一种新型的助力转向系统，它以优良的助力特性，合理的成本，节能环保的优势而迅速成为汽车领域研究的热点。目前，EPS系统在轿车上的应用已经非常广泛，然而在大型的商用车上的应用还未能推进。混合动力客车作为新能源汽车，无论从它动力源的变化，还是它节能环保的客观要求来说，传统的液压助力转向系统所存在的缺陷，都不再是新能源汽车的合适选择。目前，EPS系统在商用车上的研究已在进行，可以预见，混合动力客车EPS系统必有广阔的应用前景。
　　本文介绍了汽车转向系统的发展历程及不同转向系统的工作原理，阐述了EPS系统的优势及国内外发展状况。针对研究车型的特点，设计了 EPS系统的整体式布置方案，并对关键部件转矩传感器、减速机构、助力电机等进行选型。对 EPS系统三种常用的助力特性曲线进行了分析，并由系统的助力特性设计了助力目标电流的模糊控制器。对 EPS系统的控制模式及几种常用的控制策略进行了探讨，选取助力控制模式下的 PID控制和模糊控制作为论文的研究方向。混合动力客车整车及EPS系统结构复杂，进行适当简化后，建立二自由度车辆模型及EPS系统的数学模型。在MATLAB/Simulink中建立了在助力控制模式下，基于 PID控制和模糊控制的 EPS系统及其子系统的仿真模型。仿真结果表明：配备 EPS系统的混合动力客车，其横摆角速度响应进入稳态的时间和超调量都有明显改善，表明了 EPS系统能提高汽车操纵稳定性和转向轻便性；论文对比分析了助力控制的 PID控制和模糊控制两种方法，模糊控制策略反应时间更短、响应更快。

目录

第1章 绪 论

1.1引言

1.2汽车转向系统的发展历程

1.3电动助力转向系统的特点

1.4电动助力转向系统国内外研究现状

1.5本论文研究的主要内容

第2章 EPS系统总体设计

2.1研究车型的选择

2.2 EPS系统总体布置

2.3 EPS系统关键部件选取

2.4本章小结

第3章 EPS系统助力特性与控制策略

3.1 EPS系统的助力特性

3.2 EPS系统控制策略

3.3本章小结

第4章 EPS系统数学模型的建立

4.1汽车的操纵稳定性

4.2 EPS系统受力分析

4.3整车动力学模型的简化

4.4 EPS系统动力学模型

4.5本章小结

第5章 EPS系统仿真分析

5.1 MATLAB/simulink简介

5.2 EPS系统Simulink仿真模型的建立

5.3 EPS系统仿真结果及分析

5.4本章小结

第6章 结论

6.1全文总结

6.2研究展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间的研究成果