电动助力转向系统的建模与控制方法研究
电动助力转向代表未来动力转向技术的发展方向。与传统液压动力转向相比，电动助力转向具有更好的燃油经济性、可调的助力特性、结构紧凑、易于安装和维护、有利于环保等优点。电动助力转向系统正逐渐取代液压动力转向系统，应用范围正在从微型车向更大型车发展。因此，研究电动助力转向系统具有重要的意义。本文主要研究电动助力转向系统的建模与控制方法。 首先，介绍了电动助力转向系统的结构和工作原理，对三种不同类型电动助力转向系统的特点及应用进行分析比较，分析了电动助力转向系统的关键部件。针对转向轴助力式电动助力转向系统，建立了转向轴和助力机构的模型。利用车辆动力学仿真软件对转向阻力矩进行仿真分析。基于线性二自由度汽车模型，建立了转向阻力矩的模型，并通过仿真与车辆动力学仿真软件进行对比，验证了所建立的转向阻力矩模型可以较准确地反映转向阻力矩随车速的变化。然后，对路面激励干扰进行了仿真分析。 其次，对电动助力转向系统助力特性曲线进行分析，将电动助力转向系统数学模型与车辆动力学仿真软件联合起来，建立了电动助力转向基本助力控制的仿真系统，然后利用该仿真系统确定了直线型助力特性曲线，并通过仿真验证本文确定的直线型助力特性曲线能够满足低速时转向轻便、高速时具有较强转向路感的要求。研究了助力特性曲线的助力比对电动助力转向系统抗干扰性能的影响。 最后，建立了包含线性二自由度汽车模型的电动助力转向系统状态空间描述，将助力控制描述成系统镇定和干扰抑制问题。将电动助力转向系统助力控制转化为标准H∞控制问题，设计了H∞输出反馈控制器，并通过仿真验证了所设计的H∞控制器不仅具有良好的助力性能，而且有效地抑制了路面的激励干扰。
电动助力转向系统;仿真分析;H∞输出反馈控制器;抗干扰性能
哈尔滨工业大学
硕士
控制科学与工程
刘志远
2009
中文
U463.444
66
2013-03-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）