电动助力转向在环仿真试验台的开发

针对车辆EPS系统的传统性能试验周期长、投入成本高、效率低等一系列问题,基于TAT-6/TL型"电动助力转向在环仿真试验台",对该试验台进行了重新开发,完成了阻力加载系统的设计与试验验证.根据EPS系统的工作特性和测试内容,选择电动推杆式加载装置,由控制器(MCS912)根据车速和转向盘转角对电动推杆进行实时控制,可以精确模拟不同转向工况下的转向阻力矩.利用虚拟试验技术与EPS试验台的结合,使试验台试验更加接近实际转向工况,且调试方便快捷,减少了对实车试验的依赖.通过原地和行驶转向工况的转向阻力相关试验、电流跟随与响应特性试验对直线型EPS系统性能进行分析.结果表明:仿真和试验结果基本一致,满足了EPS性能测试的基本要求.     

基于Labview-RT和CarSim的EPS硬件在环试验台开发与仿真研究

文章以电动助力转向系统(electric power steering,EPS)硬件在环试验台为研究对象,对传统方法中使用二自由度车辆模型建立的试验台进行了介绍,并提出采用CarSim软件提供的二十七自由度车辆模型建立硬件在环试验台。基于CarSim软件建立的试验台使用Labview软件并以PXI实时系统为运行环境,采用伺服电机模拟转向阻力矩。试验结果表明,该试验台有更好的试验效果,可以模拟出车辆在不同工况下运行的自回正效果,为EPS控制策略开发提供了良好的试验平台。     

基于LabVIEW的EPS性能试验台测控系统

根据汽车电动助力转向系统转向轻便性与安全性的要求,基于LabVIEW开发了一套电动助力转向性能试验台测控系统。测控系统输入、输出端的连接与断开均由步进电机控制,实现了连接与断开的自动化控制。同时,系统采用伺服电机对EPS加载不同比例系数的力矩,用来准确模拟汽车在不同车速时转向所受到的转向阻力矩。各种信号由双诺公司的AC6614数据采集卡和各种不同功用的信号传感器采集得到,将得到的数据进行分析处理,然后将处理后的数据绘制成各种曲线并实时显示在计算机屏幕上。对某型汽车的EPS系统进行了基础性能试验,试验结果表明,所设计的EPS试验台测控系统符合试验要求,且性能良好。     

电动助力转向装置性能试验台设计

为了研究电动助力转向（Electric Power-assisted Steering,EPS）装置的性能以及EPS电子控制系统（ECU）,设计了电动助力转向装置性能试验台.在转向阻力矩模型的基础上,通过对伺服电机的力矩控制,构建了转向阻力矩半实物模拟系统.测控系统由西门子CPU224XP和MCGS嵌入版构成,用PLC集成的高速脉冲输出功能为ECU提供速度信号,光电编码器与高速计数器组合测量转向盘转角,特征信号的采集由模拟量扩展模块EM235完成.试验结果表明,该试验台能完成EPS的各项性能试验,并有助于ECU控制算法的调试和验证.     

C-EPS硬件在环仿真平台设计与控制策略验证

为了方便管柱式电动助力转向(column type electric power steering, C-EPS)控制系统的设计与研究,应用MATLAB/dSPACE实时仿真系统等工具搭建了C-EPS硬件在环仿真平台。构建了转向阻力矩计算模块,并由dSPACE控制伺服电机来输出转向阻力矩;设计了具有助力模式、回正模式和故障模式的C-EPS控制策略,并利用本平台对电流跟随、转向助力轻便性等项目进行了硬件在环仿真试验。结果表明:电流跟随试验中电机实际电流相对目标电流约有0.05 s的滞后;在5 km/h的低速工况下转向输入力矩从11 N·m降到2 N·m,具有较好的转向轻便性,且能实现主动回正功能;在60 km/h的高速工况下转向输入力矩随车速提高而增大,从而保证车辆具有良好的行驶稳定性。可见,我们所搭建的平台能够实现C-EPS控制策略的硬件在环仿真,这为C-EPS的后续开发打下了基础。     

基于最大回正力矩的轮-地摩擦因数估计法

轮-地摩擦因数是对车辆控制尤其是车辆主动安全控制系统非常重要的一个量,但现有的方法却很难对其准确地测量,在介绍Brush轮胎模型的基础上,针对轮胎侧偏特性做了不同载荷下的单轮台架试验,验证了轮胎模型的准确性.在深入分析电动助力转向系统(EPS)动力学特性的基础上,利用EPS自带传感器测量了转向系总的回正力矩,并推导出了最大回正力矩与轮-地摩擦因数间的线性关系.通过提出3个假设,理论推导了利用现有传感器判断回正力矩峰值时刻的方法并进一步提出了轮-地摩擦因数的最大回正力矩估计算法(MAMM).通过多种工况下的仿真计算和试验分析发现该估计方法适用于各种不同路面且具有很高的估计精度.     

基于模糊控制的电动助力转向系统控制策略研究

随着现代汽车电子控制技术的飞速发展,电动助力转向(Electric Power Steering,简称EPS)系统正逐步取代传统液压助力转向系统。该文通过对汽车电动助力转向系统的动力学分析,建立了车辆了EPS系统的动力学模型,提出了基于模糊控制的EPS系统助力控制策略,并对其建模仿真,为电动助力转向系统的设计与开发提供理论基础和设计方法。     

汽车电动助力转向系统的硬件设计

电动助力转向系统（EPS）可根据路况及车况调整控制电机的助力状态,降低能源消耗,提高转向特性及行驶安全性．文中以高速数字信号处理器（DSP）为核心,设计了一个EPS的嵌入式系统;通过对DSP的选型、EPS的结构、控制原理与系统电路模块的分析,阐述了EPS嵌入式系统硬件的分层结构设计过程、EPS信号处理电路、助力电机和电磁离合器功率驱动控制电路;获得了扭矩传感器特性及信号处理电路的数据．试验结果表明,所采用的控制系统可实现EPS的基本功能．     

基于曲线型EPS助力特性曲线的设计

通过对电动助力转向系统助力特性曲线的分类,提出曲线型电动助力转向助力特性曲线的设计思路.采用试验数据曲线拟合法设计了某一车型的EPS助力特性曲线,得出助力特性曲线的三维MAP图,为控制系统软件的设计提供依据.     

轮毂驱动电动汽车差动助力转向控制设计

基于差动助力转向的基本原理及助力特性分析结论,提出一种基于参考转向盘力矩的转向盘力矩直接控制策略,结合抗积分饱和变参数PI(比例-积分)控制算法,开发分布式驱动电动汽车差动助力转向控制器,并进行转向系统参数灵敏度分析和控制系统稳定性分析;设计机械转向系统故障容错策略.Carsim与Simulink联合仿真结果表明:常规工况下,所开发的控制器在保证车辆的操纵稳定性的同时,有效地减小了驾驶员的操纵负担;在机械转向系统故障的换道工况下,所开发的控制器实现了车辆的独立换道,提高了车辆行驶的安全性.     

基于西门子SIMOTION D的EPS试验台测控系统设计

为了能够在台架上对汽车管柱式电动助力转向器(EPS)进行测试,设计了一套基于西门子SIMOTION D的EPS试验台测控系统.试验台通过模拟汽车在行驶过程中转向时方向盘的转角以及车轮所受到的转向阻力来测试EPS的性能和参数,能够给开发人员提供相关的试验数据以便对EPS进行优化和改进,同时降低实车试验中EPS产品开发的成本以及周期.主要设计了试验台测控系统的硬件系统和软件系统,并在试验台上进行了测试实验.结果表明,该系统设计方案合理,可靠性高,达到预期目标,运行效果好.     

汽车EPS回正控制与仿真试验研究

为了改善汽车转向轻便性的问题以及解决传统EPS系统所带来的汽车回正性能降低的问题,建立了基于SIMULINK的电动助力转向系统仿真模型,创建了基于系统环和控制环的控制策略,提出了基于转向盘转角和目标操纵转矩的PID控制方法,通过仿真与试验拟合出转向盘转角θh——目标操纵转矩TdMap图.运用MATLAB仿真EPS助力效果与实车试验对比验证设计的控制策略,改善了汽车的助力回正性能,提高了汽车的转向轻便性和行车安全性.     

电传动履带车辆原地转向控制与D2P实时仿真

为了提高电传动履带车辆的原地转向性能,从履带车辆原地转向动力学模型出发,提出一种基于双电机力矩控制的电传动履带车辆原地转向控制策略,首先增大电机力矩初始值以提高转向响应速度,进而将方向盘转角信号引入横摆角速度负反馈增益从而实现驾驶员对转向速度的控制.使用D2P快速原型开发系统构建了履带车辆原地转向“驾驶员+控制器”在环仿真平台,通过实时仿真对所提出的控制算法进行了验证,结果表明设计的控制策略正确有效,且具有良好的实时性.     

车辆EPS模糊神经网络控制研究

在二自由度车辆转向和EPS动力学模型建立的基础上,设计了EPS模糊神经网络控制系统结构及其控制策略。对不同转向盘转角输入工况进行仿真计算。结果表明,与传统的机械式转向系统相比,有助力时车辆的横摆角速度峰值和标准差分别减少了5.2%和11.2%;车身侧偏角的峰值和标准差分别减少了29.2%和28.7%,结果证明了模型的正确性和控制策略的有效性。     

EPS系统性能试验研究

设计了电动助力转向系统性能试验台,对进口电动助力转向系统的转矩传感器、电机电流传感器进行标定,并进行台架性能测试。测试结果表明：转矩传感器在零输入时的输出不为零,向右转向时输出增加,向左转向时输出减小;各种车速下的助力特性曲线都有死区存在;相同车速下,电机助力随操舵力几乎呈线性增加;随着车速的增加,电机助力随操舵力变化的斜率近似呈双曲线减小。测试结果对电动助力转向系统有关传感器和控制器元件的选择、设计开发以及控制策略的制定具有一定的参考价值。     

电动助力转向系统控制技术的研究

从汽车对转向系统性能要求出发,制定电动助力转向系统的相关控制策略,包括助力控制、回正控制及阻尼控制,并通过相关的软、硬件设计实现该控制策略,可对汽车转向过程的各个环节进行控制．为检验所制定控制策略及所设计控制软件的合理性,进行了电动助力转向系统和进口系统装车对比试验,结果表明,自主研发的电动助力转向系统与进口系统性能接近,不仅转向操纵平顺,而且具有良好的助力特性,基本达到装车使用的要求．     

四轮独立驱动电动汽车仿真平台开发*

设计了轮边电机驱动和线控转向系统的结构,建立了电动汽车的线控转向系统和轮边电机的数学模型。采用Carsim与MATLAB/Simulink软件进行联合仿真,建立了基于线控转向的四轮轮边电机独立驱动的电动汽车整车动力学仿真研究的平台;通过选择典型的New York和开环控制的稳态圆周转向试验工况仿真工况,对所搭建的电动汽车的驱动和转向特性进行了仿真验证。仿真试验结果表明:所搭建的电动汽车动力学仿真平台在两种典型工况下均能较为合理地反映出四轮独立驱动的电动汽车的轮边电机输出转矩和转向系统响应特性,为开展四轮轮边电机独立驱动的电动汽车动力学控制研究奠定了良好的基础。     

四驱混合动力轿车转弯工况路径跟踪控制

针对四驱混合动力轿车,提出一种转弯工况下集成横向与纵向运动控制功能的路径跟踪控制策略.在建立车辆动力学与动力系统模型的基础上,设计了基于轨迹跟踪误差的驾驶员预瞄转向模型;采用模糊控制器确定了期望车速,对转矩分配问题进行优化研究;设计了车速与轨迹跟踪模型预测控制器;搭建了CarSim与MATLAB/Simulink联合仿真模型与自动驾驶模拟驾驶器,对控制策略进行了离线仿真和硬件在环仿真试验.研究结果表明,车辆转弯过程中路径及车速跟踪效果良好,满足转弯工况路径跟踪需求.     

基于操纵稳定性的EPS转向系统鲁棒控制策略研究

针对电动助力转向(EPS)系统存在传感器噪声、路面干扰、参数摄动等不确定性,以及对系统动态特性的要求,设计一种基于操纵稳定性的电流H∞鲁棒控制器。分别建立EPS转向系统及简化的二自由度整车动力学模型,以驾驶员路感良好、汽车操纵稳定性强及EPS系统鲁棒性优越为控制目标,构建系统的状态空间方程和被控对象增广模型,并对EPS控制系统进行仿真。结果表明,所设计H∞鲁棒控制器不仅能够保证满意的路感、良好的操纵稳定性,而且可以有效抑制传感器噪声和路面干扰的影响,从而提高EPS系统的稳定鲁棒性。     

基于电液耦合转向系统的车辆载荷变化补偿控制

商用车载荷变化范围较大,导致车辆转向阻力矩变化范围较大;所以在车辆载荷发生变化时,驾驶员所需操纵力矩将随之变化,会使同一车辆的转向操纵手感随载荷变化而不同。针对这一问题,以一种新型电液耦合转向系统为硬件基础,提出了车辆载荷变化补偿控制策略。采用理论公式及Truck Sim软件仿真的方式分析了车辆载荷变化对转向阻力矩的影响,建立两者之间的对应关系;进而设计补偿系数。利用已搭建电液耦合转向系统硬件在环实验台对所提出的控制策略进行验证.结果表明:当带有补偿控制的车辆载荷发生变化时,驾驶员施加在转向盘处手力矩变化轻微,说明控制效果较好,有效减小驾驶员转向操纵手感的变化。