汽车电动转向器的路感研究

摘要

现代汽车技术是现代高科技迅速发展的集中表现，它实际上是机械、电子、计算机、控制工程、材料工程、生物工程和信息技术等多学科技术交叉的产物。在这些汽车控制技术应用中，计算机动力转向控制PS(Power steering)由于既能改善驾驶者的转向操纵感觉，又能减轻驾驶者的体内消耗，还能提高汽车的转向性能和安全性，受到广泛的重视。研究与开发EPS技术，与汽车发展中的安全、环保、节能三大主题相吻合，对提高我国汽车工业水平，缩小与汽车强国的差距，具有一定的现实与长远意义。 在设计EPS的过程中，为了保证车辆行驶的安全性和稳定性，必须要使装备转向系统的车辆具有良好的路感。路感主要指车辆在高速运行时把车轮与路面的接触状态以反力和位移的形式通过转向系统及时而准确地传递给转向盘，使驾驶员明显地感觉到此种力和位移的反馈及其差别。因此路感也称作手感或操纵感。路感能够给驾驶员提供一种正确判断车轮与路面附着情况的信息，以便在不同的道路条件下，采取合适的运行方式(高速、转向和制动)，确保车辆的行驶安全。 基于此，本文以昌河北斗星上所装配的EPS为研究对象，借助现代控制理论，采用理论数学模型建立与研究为主，紧密结合EPS控制技术中的关键技术需求，详细阐述EPS系统的理论模型与动力分析、EPS系统的路感强度模型、转向路感的控制方法等。 本文首先阐述了电动转向器的特点及其发展现状和趋势，介绍了路感研究的国内外现状，说明了路感研究的目的和意义。其次介绍了电动式动力转向系统的组成，建立了EPS系统数学模型，然后对车辆行驶状况和路面信息进行分析，对汽车转向路感的形成进行了讨论，提出了路感的定义，并对转向路感进行了量化：将路感强度作为评价控制系统的一项性能指标并以此建立了路感强度方程，最后对EPS系统的稳定性控制和助力策略进行了研究，给出了几种现有的助力特性曲线并进行了相应的分析，并分析了EPS系统的回正控制策略，最后给出了EPS系统路感的控制模型。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1电动转向系统发展综述

1.1.1电动转向系统及其特点

1.1.2国内外电动转向系统发展概况

1.1.3电动转向系统未来发展趋势

1.2汽车电动转向系统路感研究现状

1.2.1国外的路感研究进展

1.2.2路感国内研究现状

1.3本课题研究的目的、意义

1.4本章小结

第2章EPS系统的数学建模

2.1 EPS系统性能特性对控制技术的要求分析

2.2 EPS系统的动力学模型

第3章基于EPS的路感强度分析

3.1路面信息及对转向感觉的影响

3.2 EPS系统转向路感的分析

3.2.1路感的定义

3.2.2路感强度方程的建立

3.3本章小结

第4章EPS的助力控制策略分析

4.1 EPS助力特性

4.2 EPS助力控制策略分析

4.2.1 EPS系统的稳定性控制及控制策略

4.2.2 EPS系统助力控制策略

4.2.3 EPS系统回正控制策略

4.3 EPS控制系统模型设计

4.4本章小结

第5章总结与展望

5.1总结

5.2展望

参考文献

致谢