基于虚拟样机联合仿真技术的EPS对车辆操纵稳定性的影响研究

摘要

随着人们对整车操纵稳定性和安全舒适性的要求越来越高，EPS系统得到了广泛的应用和关注，使得对EPS系统的研究变得越来越深入。仿真软件的不断升级和计算机仿真技术的进一步提高为ESP系统提供了更加准确、直观、全面的研究方法。论文应用虚拟样机技术及联合仿真技术对EPS系统关于整车操纵稳定性影响的仿真研究，为EPS系统的研究和开发提供了有意义的参考，具有一定的工程实际意义。 论文依托ADAMS2003虚拟仿真软件，建立整车的前悬架与转向节总成、后悬架、转向系统、轮胎模型以及路面谱，建立了三维整车动力学仿真模型。对未加装EPS系统的整车模型进行了转向盘角阶跃输入下的仿真试验，转向盘正弦角输入下的仿真试验和侧翻仿真试验，从而考察了不同输入下未加装EPS系统的整车的瞬态转向特性、转向盘力特性、转向系统回正特性及整车的侧翻特性。论文将EPS系统模型加装在转向系统模型上，同时在MATLAB/Simulink中建立了选定的EPS系统的控制模块，运用联合仿真技术将ADAMS中的整车仿真模型与Matlab/Simulink中的EPS的控制模块连接起来，建立了带有EPS及其控制模块的整车仿真模型。对加装EPS系统的整车模型进行了操纵稳定性仿真试验，对比分析了加装EPS系统的车辆和原车在转向盘角阶跃输入和正弦角输入下瞬态转向特性、转向盘力特性、转向系统回正特性，以及整车的侧翻特性。仿真结果表明EPS系统能改善整车瞬态转向特性、转向系统回正特性、侧翻特性以及转向盘力特性。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1 选题背景

1.2 EPS系统选型及其研究的国内外现状

1.2.1电动助力转向系统结构

1.2.2 EPS系统的特点

1.2.3 EPS系统结构

1.2.4转向轴助力式EPS系统的关键部件

1.2.5国内外EPS系统的研究现状

1.3 本论文研究的目的与主要内容

1.3.1研究的目的与意义

1.3.2研究的主要内容

第二章虚拟样机开发软件及联合仿真环境的确定

2.1 虚拟样机技术概述

2.2 虚拟样机技术开发环境的确定

2.3 ADAMS 2003软件及各模块介绍

2.3.1 ADAMS 2003软件简介

2.3.2 ADAMS 2003软件的模块

2.3.3 ADAMS 2003软件计算方法

2.4 联合仿真环境的确定

2.4.1联合仿真软件确定

2.4.2联合仿真技术

2.5 本章小结

第三章整车动力学模型的建立

3.1 整车系统的模型简化与假设

3.2 整车模型设计坐标与参数确定

3.2.1坐标系设定

3.2.2整车参数

3.3 整车模型的建立

3.3.1前悬架及转向节总成

3.3.2后悬架

3.3.3转向系统

3.3.4轮胎模型

3.3.5地面谱

3.3.6整车模型

3.4 本章小结

第四章整车操纵稳定性的仿真分析

4.1 整车稳态转向仿真试验

4.2 瞬态响应仿真分析

4.2.1悬架弹性特性对瞬态响应的影响

4.2.2转向盘角阶跃输入下的仿真分析

4.3 转向盘正弦角输入响应

4.4 侧翻试验

4.5 本章小结

第五章加装EPS系统的整车操纵稳定性的仿真分析

5.1 EPS助力特性的确定

5.2 助力特性曲线相关参数的确定

5.2.1开始助力和最大助力时转向盘输入力矩

5.2.2车速感应的助力特性曲线斜率

5.3 EPS的模型添加与控制系统设计

5.3.1 EPS系统的加装

5.3.2 EPS电动机模型

5.3.3 EPS控制原理

5.4 联合仿真模型的建立

5.5 联合仿真及分析结果

5.5.1转向盘角阶跃输入下的联合仿真

5.5.2转向盘正弦角输入下的联合仿真

5.5.3侧翻试验

5.6 本章小结

结论

参考文献

附件

攻读学位期间取得的研究成果

致谢