论文部分内容阅读
与传统转向系统相比,线控转向系统在结构上取消了方向盘与转向器之间的机械连接,完全由电控系统来代替,使得转向传动比可以自由设计,便于汽车转向系统与其他主动安全控制系统进行集成,从而有利于提高汽车行驶时的操纵稳定性,对汽车驾驶舒适性以及主动安全性的研究具有重要意义。但目前,国内外对线控转向传动比的设计还没有一个统一的标准,车辆稳定性控制策略也在不断优化设计中,针对这一现状,论文主要对线控转向系统的理想转向传动比设计以及汽车行驶稳定性的主动转向控制策略进行研究。主要研究内容如下:1、详细分析了线控转向系统的结构及工作原理,确立线控转向系统动力学微分方程。利用MATLAB/Simulink软件搭建线控转向系统的动力学仿真模型,并将其嵌入到去除机械转向系统的CarSim汽车模型中,从而完成线控转向汽车整车模型的建立。并通过典型工况仿真,验证了所建模型的正确性。2、研究分析传统转向系统与线控转向系统的转向特性,依据线控转向系统转向传动比可以自由设计的优点,基于线性二自由度汽车模型,采用固定转向灵敏度法,实现了线控转向系统变角传动比控制。经仿真验证表明,相比传统固定角传动比,此方法设计的变角传动比可以提高汽车中低速与中高速行驶时的操纵稳定性,但不利于汽车高速行驶时的稳定性,需要进一步优化设计。3、为了设计出更理想的线控转向系统变角传动比,以全面提高汽车行驶时的操纵稳定性。本文利用CarSim自带的实车模型进行车辆特性化仿真分析,推导了前轮转角到汽车响应的实际横摆角速度增益计算公式。并以此为基础,多方案设计变角传动比。经仿真对比验证,确定采用分段思想,并综合考虑转向灵敏度和侧向加速度增益设计的变角传动比为线控转向系统理想转向传动比,其可以使汽车在不同车速下都具有较好的操纵稳定性。4、在线控转向汽车理想变角传动比控制的基础上,研究了以横摆角速度为反馈控制目标的主动转向控制策略。针对汽车转向系统非线性、时滞时变性的特点,本文选取基于径向基神经网络切换增益调节的滑模变结构控制算法进行汽车主动转向控制。经仿真验证表明,该算法不仅具有很强的鲁棒性,而且能够有效地削弱单纯滑模控制时存在的抖振现象,实现了对目标前轮转角的精确跟踪,使汽车在不同车速及复杂道路条件下,都能按照驾驶员的输入操纵实现稳定转向,从而改善汽车转向性能。