新能源公交车电控液压助力转向仿真研究

摘要

节能、环保和安全是当今世界汽车技术发展的趋势。新能源公交车因其具有节能、环保等诸多优点已经成为各国政府和社会广泛关注的焦点。目前，国内开发的新能源客车动力转向系统多为电动泵式液压转向系统，该系统没有电子控制，既不节能，又不利于改善操控性能。为了达到纯电动公交车节能、环保的要求，本文进行了电动公交车电控液压助力转向系统的研究分析。
　　首先，确定了电控液压助力转向系统的结构，对主要部件进行了选型计算与匹配。
　　其次，介绍了液压助力部分的关键部件的工作原理，通过分析系统的数学模型，结合选型数据在AMEsim建立了不含电机的液压助力转向系统，并对模型进行了验证。然后通过分析异步电机的原理与转速控制方法，采用开环磁链式矢量控制系统，在Simulink中建立了电机控制模型，实现电机转速的跟随性，使系统能够较好的响应目标转速的不断变化，提供合适的助力。接着由车辆对助力系统的要求入手，结合对液压助力转向系统的助力特性以及车辆转向能量损失，拟定了以车速与方向盘转角为控制输入的电机控制曲线，并加入车门开闭信号设计了转向控制程序。
　　最后，对模型进行了联合仿真分析，主要测试了在不同车速区间下转向系统的表现，结果表明该系统达到了控制设计要求，电机转速的跟随特性得到了较好的实现，系统的基本转向性能测试表明系统符合转向轻便要求。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 选题背景及研究意义

1．1．1 选题背景

1．1．2 研究意义

1．2 国内外发展及现状

1．2．1 EHPS国外发展现状

1．2．2 EHPS国内发展现状

1．3 本文研究的主要内容

第2章 转向系统组成与匹配设计

2．1 电动液压助力转向系统组成

2．1．1 机械转向系统

2．1．2 液压助力系统

2．1．3 电控单元

2．2 转向系统设计与匹配计算

2．2．1 汽车动力转向器的选型要求

2．2．2 汽车动力转向器的布置

2．2．3 电动转向油泵的选型

2．2．4 转向油管设计要求

2．2．5 转向油罐选型

2．2．6 对液压油的选择

2．3 动力转向系统的选型计算

2．3．1 动力转向器与转向油泵的匹配选择

2．4 本章小结

第3章 电动液压转向助力系统建模

3．1 转向系统机械部分建模

3．1．1 方向盘输入模型

3．1．2 整体式动力转向器建模

3．1．3 整体式动力转向器工作原理

3．1．4 整体式动力转向器数学分析

3．1．5 整体式动力转向器模型及特性分析

3．1．6 油泵模型

3．1．7 轮胎与转向阻力矩模型

3．1．8 液压转向部分模型仿真与分析

3．2 异步电动机矢量调速建模

3．2．1 矢量控制系统的基本思路

3．2．2 矢量控制坐标变换

3．2．3 转子磁链定向的控制方程

3．2．4 异步电机矢量控制结构

3．2．5 异步电机矢量控制模型及特性分析仿真

3．3 本章小结

第4章 转向助力控制分析

4．1 助力特性分析

4．1．1 恒流助力特性

4．1．2 变流助力特性

4．2 能耗分析

4．2．1 转向工况时能耗分析

4．2．2 非转向工况时能耗分析

4．2．3 能耗节省对策

4．3 助力控制设计

4．3．1 电机转速控制曲线拟定

4．3．2 转向工况电机转速曲线确定

4．3．2 助力控制程序

4．4 本章小结

第5章 转向系统联合仿真分析

5．1 AMEsim与Simulik联合仿真介绍

5．1．1 联合仿真的步骤

5．2 AMEsim与Simulik联合仿真结果与分析

5．2．1 基本转向工况仿真

5．2．2 转向性能仿真

5．3 本章小结

结论

致谢

参考文献