汽车线控转向系统论文.doc

湖 北 汽 车 工 业 学 院 毕 业 论 文 PAGE PAGE 33 摘要 随着控制技术的高速发展，越来越多的电子控制设备被运用到汽车上。线控转向系统就是在这样的背景下产生的，其主要特征是用控制信号取代了转向盘和转向车轮之间的机械连接。虽然，线控转向系统至今还没有形成成熟的理论和产品，但其所显现的变传动比等优势是传统机械转向系统所无法比拟的，它是转向技术未来的研究方向，是转向系统发展的最高形式。到目前为止，几乎世界上的各大汽车厂商和研究机构都投入了一定人力和物力对线控转向系统进行研究。 本文在借鉴国内外研究成果的基础上，围绕基于理想传动比的线控转向系统的控制算法，做了以下工作： 介绍了线控转向技术的国内外研究现状和发展前景，对线控转向系统的系统结构、性能特点及关键技术作了简单阐述。在此基础上，进一步介绍了线控转向系统的结构原理，包括转向盘总成、转向执行机构、主控制器、自动防故障系统电源等。 建立了线控转向汽车的动力学模型和ADAMS整车模型。线控转向汽车动力学模型：在线控转向系统受力分析的基础上，建立了转向盘总成动力学模型和转向执行机构动力学模型。其次介绍了dugoff轮胎模型，推导了轮胎回正力矩的数学表达式并建模。最后建立了一个中等复杂的四自由度(车辆的纵向、横向、横摆以及侧倾自由度)汽车整车动力学模型。ADAMS整车模型：用ADAMS软件建立了用于实验仿真的整车模型，建模过程中，对不影响汽车转向系统性能的结构作了简化。在ADAMS整车模型的基础上，引入驾驶员模型和道路信息进行仿真试验，验证了模型的可行性。 线控转向系统PID控制算法。为了进一步改善汽车的转 向特性，结合线控转向系统的特点，提出了线控转向系统PID控制算法，并进行了仿真试验分析。分析结果表明该算法对线控转向系统具有较好的效果，能增强汽车的操作稳定性与安全性。  目录 TOC \o "1-3" \h \z \u 摘要 I 目录 II 1 设计总则 1 1.1 课题的来源 1 1.2 设计背景 1 1.2.1 课题的提出 1 1.2.2 线控转向技术的发展现状 2 1.3 本文研究的内容 5 2 线控转向系统的基本结构原理与工作原理 6 2.1 线控转向的基本结构 6 2.2 线控转向的原理 6 2.2.1 方向盘总成 8 2.2.2 转向执行机构 8 2.2.3 主控制器 9 2.2.4 自动防故障系统 10 2.3 线控转向系统的关键技术 12 2.3.1 汽车线控转向系统中具有以下几个可靠的技术 12 3 线控转向系统车辆模型 14 3.1 转向盘总成模型 14 3.2 轮胎模型 15 3.2.1 dugoff轮胎模型 15 3.3 整车动力学模型 16 4 ADAMS整车模型 20 4.1 ADAMS软件简介 20 4.2 ADAMS模型的建立 21 4.2.1 双横臂式前悬架多体系统动力学模型 21 4.2.2 后钢板弹簧多体动力学模型 22 4.2.3 减振器模型 23 4.2.4 轮胎与路面模型 23 4.3 ADAMS模型分析验证 23 5 线控转向系统的三个研究热点 26 5.1 主动转向 26 5.1.1 转向灵活性功能 26 5.1.2横摆角速度控制和横摆力矩补偿 26 5.1.3 稳定性功能的扩展-底盘集成控制技术 27 5.2 变传动比策略 28 5.3 汽车线控转向系统出现的问题及解决方法 29 5.4 展望 30 致谢 32 参考文献 33 1 设计总则 1.1 课题的来源 本课题《汽车线控转向系统的研究》来源于湖北汽车工业学院汽车工程系汽车研究室。 1.2 设计背景 1.2.1 课题的提出 汽车作为机械制造技术、电子技术、信息技术、高新材料技术等多种技术的集成体，逐渐走进了千家万户。汽车刚诞生时，仅仅是作为代步工具使用的，而目前它已经承担了代步、通讯、办公甚至娱乐等多种功能，汽车从刚诞生时的纯机械产品开始向电子化、多媒体化和智能化方向发展，电子装置占汽车整车价值量的比例逐步提高。汽车，早已经成为人类现代生活中不可缺少的重要组成部分，成为了衡量人类生活水平和综合科技水平进步重要标准之一。近些年来，我国汽车产业发展迅速，被列为了国家发展的一大支柱产业，在国民经济中占有十分重要的地位。为了尽快赶上发达国家的汽车制水平，国家出台了一系列的鼓励政策，力求加快我国的自主开发和技术创造能力建设。 汽车转向系统是决定汽