基于驾驶员在环的EPS测试平台的开发与研究

摘要

电动助力转向系统(EPS)是以方向盘转矩、车速为输入信号,通过电子控制装置来调整电机输出转矩,完成汽车转向的伺服机构。EPS系统有很多优点,结构简单紧凑,控制方便,不仅能提高汽车的操纵稳定性,而且经济环保。　　由于开发 EPS过程中必须进行大量的实车试验来完善控制器,这样会浪费大量的人力物力,而且还有一定的危险性。因此本文开发了经济实用的EPS测试平台,能够有效地减少EPS系统开发时间,降低开发成本,同时还能实现EPS系统各零部件的功能测试。本文设计的基于驾驶员在环的EPS测试平台,通过搭建高性能实时动态闭环测试环境,结合驾驶员的实际操作和感受,实现了对汽车、道路和交通环境的模拟。　　本文首先利用DYN Awa re软件搭建了汽车模型,之后完成了测试平台的硬件设计,包括试验台架的制作、重要零件的选型、测控系统方案的确定以及测试软件的编写等等。最后利用该测试平台进行了EPS的相关硬件在环试验,验证了该测试平台达到了预期的设计目标,接着利用该测试平台模拟 EPS系统的一些常见故障,研究EPS系统的故障保护机制是否有效。　　本文的创新之处在于利用了伺服电机作为转向阻力加载装置,方便地实现了转向阻力矩的实时变化和主动回正功能,除此之外还将驾驶员纳入整个测试平台,模拟真实的驾驶环境,实时动画显示汽车运动情况,为电动助力转向系统的开发和改进提供参考。

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第一章 绪论

1.1转向系统的类型

1.2电动助力转向系统分类

1.3电动助力转向系统的组成及工作原理

1.4 EPS试验台国内外研究现状

1.5 本课题研究目的及主要内容

第二章 基于DYNAware的汽车虚拟样机模型的建立

2.1汽车实时动力学仿真软件DYNAware简介

2.2 ve-DYNA中仿真模型的建立

2.3 ve-DYNA软件中仿真动画模型的建立

2.4本章小结

第三章 EP S测试平台硬件设计

3.1 EPS测试平台的功能设计

3.2 EPS测试平台硬件总体设计

3.3 EPS测试平台重要零部件选型

3.4伺服电机外部电路设计

3.5本章小结

第四章 EP S测试平台软件设计

4.1软件开发环境

4.2测试软件结构

4.3 测试软件的设计

4.4信号滤波处理

4.5本章小结

第五章 EP S硬件在环试验研究

5.1 基于DYNAware路面的转向轻便性试验

5.2 基于DYNAware路面的转向回正性试验

5.3实车试验

5.4本章小结

第六章 EP S测试平台故障模拟功能开发

6.1研究背景

6.2 EPS故障台架验证试验方案

6.3电源模拟故障研究

6.4转矩信号模拟故障研究

6.5车速信号、发动机信号及点火信号故障模拟研究

6.6本章小结

第七章：总结和展望

7.1总结

7.2展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文