论文部分内容阅读
和传统液压助力转向系统(HPS)相比,电动助力转向系统(EPS)具有节能、环保和助力随车速变化的优势,随着能源问题的日益突出,EPS得到了越来越广泛的关注,并逐渐呈现出替代液压助力转向系统的趋势。和有刷电机相比,永磁同步电机(PMSM)具有转矩惯量比大、效率高及力矩平顺的优点,因此,PMSMEPS呈现着替代有刷电机EPS的趋势。EPS的基本助力控制主要解决的是稳态转向时的助力问题,而转向系统的动态性能以及回正性能的改善则需要采用补偿控制。助力电机的存在,增大了转向系统的惯量,影响了转向系统的动态性能,本文采用Kalman滤波方法从角度信号中获取了助力电机转子的角加速度信号和角速度信号,利用角加速度信号对EPS进行了惯性补偿,并分析了PMSM EPS中进行惯性补偿的必要性。此外,本文还利用角速度信号对转向过程中的转矩脉动进行了抑制,改善了转向系统的动态性能。EPS控制策略的制定和整车有着密切的联系,为缩短开发周期、提高开发效率、降低开发成本,需要搭建较为准确的整车模型,以便于进行仿真研究。本文以奇瑞A3车为仿真研究对象,采用Carsim整车动力学仿真软件和Simulink仿真软件搭建了带有管柱式EPS(C-EPS)的联合仿真模型,并对所搭建的整车模型进行了实验验证。原地转向阻力矩的理论计算对整车助力特性的制定具有重要意义,本文对原地转向阻力矩进行了严谨的理论分析,解决了原地转向阻力矩的理论计算值和实测值不一致的问题。回正控制是EPS补偿控制的重要内容,在低车速下由于摩擦力矩的存在转向盘难以回到中间位置,而在高车速下转向盘又容易出现回正超调,本文通过调节转向系统等效阻尼的方法来改善系统的回正性能。本文首先对回正力矩进行了分析,然后对撒手回正行程中转向盘的运动方程进行了推导,根据能量守恒获取了不同车速、不同转向盘回正初始角下的期望阻尼,根据期望阻尼和实际阻尼得到了回正控制中的阻尼补偿系数的大小,最后对所制定的回正控制策略进行了实车实验验证。