【摘 要】
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近年来由转向系统控制单元故障带来的车辆事故问题日益突出,而随着智能驾驶技术的不断发展,人们对汽车转向系统的安全性有了更高的需求,冗余转向系统以其高效、可靠性高、节能等优势成为汽车转向系统新的研究热点。相较于电动助力转向系统（Electric Power Steering,EPS）,本文所设计的冗余转向系统通过对助力电机、控制单元等电子元器件的软硬件冗余设计,可以有效避免转向时某个部件发生故障而导致
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近年来由转向系统控制单元故障带来的车辆事故问题日益突出,而随着智能驾驶技术的不断发展,人们对汽车转向系统的安全性有了更高的需求,冗余转向系统以其高效、可靠性高、节能等优势成为汽车转向系统新的研究热点。相较于电动助力转向系统（Electric Power Steering,EPS）,本文所设计的冗余转向系统通过对助力电机、控制单元等电子元器件的软硬件冗余设计,可以有效避免转向时某个部件发生故障而导致转向失效的现象发生,从而提高转向系统的安全可靠性。主要研究内容有:首先,对冗余转向系统的整体结构进行设计,简要介绍了冗余转向系统的关键组件,并完成对齿轮齿条、蜗轮蜗杆的建模装配。其次,利用有限元软件ANSYS完成极限工况下各关键零部件的强度校核,利用ADAMS软件建立了冗余转向系统齿轮齿条机构的虚拟样机,并对其转向盘圈数、齿条行程、转向平顺性、线角传动比等基础性能进行仿真。然后,在助力特性理论分析的基础上,对特征车速下的车速感应系数进行拟合得出了全车速下的车速感应系数,完成冗余转向系统助力曲线的设计。在Simulink软件中搭建了双线路控制的冗余转向系统控制模型,并对该控制系统的电流控制效果进行验证。最后,建立冗余转向系统的联合仿真模型,基于该模型进行了一系列容错性仿真以及助力性能仿真,并完成了转向系统的台架试验。结果表明,设计的冗余转向系统具有良好的助力性能且具有一定容错性,满足转向系统的使用要求。
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