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某轿车EPS系统电机控制策略的仿真研究

作　者: 陈利利
导　师: 郭孔辉
学　校: 吉林大学
专　业: 车辆工程
关键词: 电动助力转向 助力电机控制 Carsim和Simulink联合仿真 回正控制 助力控制
分类号: U463.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 428次
引　用: 5次
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内容摘要


为满足车辆在低速时转向轻便性和高速时良好路感而发展起来的电动助力转向技术,已经越来越广泛的应用在多种车辆上,并有逐渐取代液压动力转向系统的趋势。电动助力转向系统中,核心技术集中在硬件及软件两个方面:硬件主要是指电机及减速机构;软件是指电动助力转向电机的控制策略。本文紧紧围绕电机控制策略的仿真研究展开。首先,利用Matlab/Simscape软件建立了能够与电机进行联合仿真的无电动助力转向的整车仿真模型;然后,根据原车液压助力转向系统的助力特性,设计并匹配直流电机参数,建立了电机的仿真模型;再次,根据理想方向盘力矩理论,通过助力特性模型和整车模型联合仿真,得到车速感应型直线助力曲线;最后,将电机模型与整车模型联合,加上电机的电流控制策略,进行了电机助力控制、回正过程中的阻尼控制和残差控制的仿真研究。EPS系统电机的仿真控制,对于实车EPS系统电机的控制具有很好的指导意义。本文的创新之处在于:转向系统动力学建模;电机模型与转向系统模型联合仿真;电机的电流控制策略;电机助力特性、动态跟随特性、转向回正中的阻尼和残差控制的仿真研究。

全文目录


提要  4-7
第一章 绪论  7-15
  1.1 助力转向系统发展进程的几个典型阶段  7-9
    1.1.1 液压助力转向阶段  7-8
    1.1.2 电控液压助力转向阶段  8-9
  1.2 电动助力转向阶段  9-14
    1.2.1 EPS 技术的国内外发展概况  9-10
    1.2.2 EPS 系统结构及其工作原理  10-12
    1.2.3 EPS 的优点  12-13
    1.2.4 EPS 的关键技术及发展趋势  13-14
  1.3 本文研究的主要内容  14-15
第二章 EPS 转向系统及整车建模  15-25
  2.1 电动助力转向系统物理模型的建立  15-17
    2.1.1 降阶建模方法  15
    2.1.2 电动助力转向系统的物理模型  15-17
  2.2 转向系统仿真模型的建立  17-20
    2.2.1 Simscape 软件的介绍  17-18
    2.2.2 转向系统建模  18-20
  2.3 整车仿真建模及验证  20-24
    2.3.1 整车仿真模型的建立  20-21
    2.3.2 整车仿真模型的验证  21-24
  2.4 本章小结  24-25
第三章 EPS 助力电机的匹配及建模  25-39
  3.1 助力电机布置位置选择  25-26
  3.2 助力电机类型选择  26-27
  3.3 电机参数匹配  27-34
    3.3.1 电机尺寸选择  27
    3.3.2 电机输出转矩与转速要求  27-28
    3.3.3 电机电气参数匹配  28-34
    3.3.4 电机参数匹配改进方法  34
  3.4 助力电机建模及机械特性的仿真确定  34-38
    3.4.1 SimPowerSystems 电力电子系统的建模和仿真工具  35-36
    3.4.2 永磁直流电机建模  36-38
  3.5 本章小结  38-39
第四章 EPS 助力特性联合仿真研究  39-49
  4.1 理想转向盘力矩研究  39-40
    4.1.1 转向轻便性和转向路感  39
    4.1.2 理想转向盘力矩的确定  39-40
  4.2 EPS 助力特性曲线的特征  40-42
  4.3 EPS 直线型助力曲线的确定  42-48
    4.3.1 直线型助力曲线的确定  42-43
    4.3.2 助力特征参数的确定  43-45
    4.3.3 车速感应系数的确定  45-48
  4.4 本章小结  48-49
第五章 EPS 电机控制策略的仿真研究  49-71
  5.1 EPS 电机助力矩控制  49-53
    5.1.1 电机助力的基本控制  50-51
    5.1.2 电机助力的补偿控制  51-53
  5.2 EPS 电机控制策略  53-54
    5.2.1 助力电机的控制目标  53-54
    5.2.2 助力电机的转速估计  54
  5.3 电机控制策略仿真模型的建立及验证  54-56
    5.3.1 电机控制策略仿真模型的建立  54-55
    5.3.2 仿真模型的验证  55-56
  5.4 电机控制策略的仿真研究  56-70
    5.4.1 电机助力控制的仿真研究  56-59
    5.4.2 电机助力动态跟随特性的仿真研究  59-61
    5.4.3 转向回正中阻尼控制策略的仿真研究  61-66
    5.4.4 转向回正中的残差控制策略的仿真研究  66-70
  5.5 本章小结  70-71
第六章 全文总结与展望  71-73
  6.1 全文总结  71-72
  6.2 论文不足和未来工作的展望  72-73
参考文献  73-77
摘要  77-79
Abstract  79-82
致谢  82

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 汽车工程 > 汽车结构部件 > 转向系统
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