基于Simscape的APA-EPS系统建模及人机共驾转向控制策略研究

人机共驾是智能车辆实现高度自动驾驶之前的过渡阶段,由于驾驶员与驾驶辅助系统同时在环,存在驾驶权分配的问题,智能车辆的转向系统必须实时敏捷地执行驾驶员和驾驶辅助系统的转向控制指令。本文针对搭载于某智能MPV的平行轴式电动助力转向系统(APA-EPS)研究人机共驾转向控制策略。首先对APA-EPS系统进行Simscape建模,并通过台架试验验证了模型的准确度。随后基于模糊PID控制算法和模糊滑模控制算法分别设计了人驾和机驾模式下的控制策略。在驾驶员主导驾驶车辆时,根据距离影响度函数和角度影响度函数确定转向控制权重;在驾驶辅助系统主导驾驶车辆时,采用滑动时间窗口监测驾驶员的接管请求。仿真试验结果表明,人驾和机驾的控制策略均具有较好的转角跟随效果,人机共驾时转向控制权能够及时进行切换,且APA-EPS的转向盘转角响应迅速。

某乘用车转向轴黏滑噪声的分析及优化

转向轴作为安装在汽车驾驶舱的关键转向零部件之一,其NVH特性表现直接影响驾驶的舒适性。针对某乘用车管柱电动助力转向轴产生的黏滑噪声问题,通过对噪声车辆的NVH数据采集分析,确定了噪声源。对转向轴进行拆解分析,并结合黏滑摩擦的理论和仿真模拟确认了转向轴产生黏滑噪声的根本原因。通过对转向轴外管加工工艺优化的手段改善了零件工作表面状态,并通过对路试车辆路谱的采集转化设计了黏滑噪声试验台架参数。优化后的转向轴通过模拟台架试验验证、整车路试验证及售后市场数据跟踪统计,彻底解决了转向轴黏滑噪声的问题。

汽车电动助力转向系统的硬件设计

电动助力转向系统(EPS)可根据路况及车况调整控制电机的助力状态,降低能源消耗,提高转向特性及行驶安全性.文中以高速数字信号处理器(DSP)为核心,设计了一个EPS的嵌入式系统;通过对DSP的选型、EPS的结构、控制原理与系统电路模块的分析,阐述了EPS嵌入式系统硬件的分层结构设计过程、EPS信号处理电路、助力电机和电磁离合器功率驱动控制电路;获得了扭矩传感器特性及信号处理电路的数据.试验结果表明,所采用的控制系统可实现EPS的基本功能.

汽车电动助力转向控制器驱动电路可靠设计

分析了电动助力转向系统的工作原理及控制器可靠设计的关键技术。EPS控制器的模块化设计将信号处理电路和功率驱动电路进行分层设计,增强系统的抗干扰能力和可靠性;PWM驱动频率的选择要考虑与机械系统固有频率的关系、对电枢电流纹波的影响及对人的噪声影响,同时要考虑开关时电流脉峰对开关管及电动机安全的影响;3个MOS管的并联工作要考虑经济性、电路板空间与发热功耗、可靠性的关系;MOS管的散热设计通过合理地选择散热片及其参数,可以提高驱动效率和稳定运行能力。

四轮独立驱动四轮转向电动试验样车的研制

研制出一辆四轮独立驱动四轮转向(4WD-4WS)电动试验样车,4个车轮分别由彼此独立的直流电机驱动,后轮转向机构由步进电机驱动跟随前轮转向。阐述了底盘总成、电气总成的结构及特点;采用等转矩、等功率两种模式分配四轮驱动力,进行了直线行驶与转弯行驶的基本试验。结果表明,研制的4WD-4WS电动样车设计结构可靠、性能良好,为系统地进行动力学性能试验,以及寻找最佳的驱动力分配模式和最佳的四轮转向模式提供依据。

四轮独立驱动电动汽车EPS特性仿真

针对四轮独立驱动电动汽车驱动方式的特点,建立了电动助力转向(EPS)系统动力学模型和助力电机模型,引入转向盘力矩和行车速度两个控制变量确定最佳的辅助转向电流,得到EPS系统的转向助力特性曲线,并对其进行了分析.基于模糊控制方法设计了EPS系统的控制器,在设置符合国标要求的转向轻便性、回正等试验工况下对所搭建的EPS系统进行MATLAB/Simulink和Carsim的联合仿真.仿真结果表明所得到的助力特性曲线达到了控制预期目标,改善了转向时的路感,具有良好的助力效果,提高了电动汽车的操作灵敏度以及转向稳定度.

遥控驾驶五轴转向五轴驱动电动车测控系统

研制样车并进行实验是车辆研发过程中的重要环节之一。对于多轴转向多轴驱动车辆,为了能够在行驶的样车上验证其动力学性能和控制算法,需要有相应的实验测控系统。设计五轴转向五轴驱动电动车的遥控驾驶测控系统,在功能上分为电动车、遥控驾驶系统和上位机监控系统三部分,可实现电动车的遥控驾驶或特定模式自主驾驶,并对电动车运行参数进行遥测、显示和存储,安全和方便。测控系统经调试能可靠运行,可作为多轴转向多轴驱动车辆开发过程中的动力学性能、控制算法和智能车控制的实验验证样车,可为样车设计提供参考。

基于驾驶模拟器硬件在环的EPS助力特性研究

针对四轮独立驱动电动汽车驱动方式的特点,建立了电动助力转向(electric power steering,EPS)动力学模型,计算了四轮独立驱动电动车附加横摆力矩的驱动力分配和EPS系统的助力特性曲线,并设计了模糊控制器。对所建立的EPS模型和控制器进行了驾驶模拟器硬件在环双纽线、回正、双移线试验。仿真试验结果表明,所设计的助力特性曲线达到了控制预期目标,具有良好的助力效果,有利于提高电动汽车的操作灵敏性及转向稳定性,改善了其行驶的安全性能。

汽车EPS电动机控制系统设计与试验

电动助力转向(EPS)电动机的运行特性及其控制系统设计是满足转向性能和实现可靠运行的关键技术之一。分析了电动机的结构与工作原理,分析了电动机的运行特性,设计了电动机控制系统的控制策略和功率驱动电路,设计了试验台架和转向轻便性试验。试验结果不仅实现了EPS转向助力的效果,而且验证EPS电动机功率驱动电路设计的有效性。对进一步进行电动机的智能控制与容错设计具有重要的工程应用意义。

纯电动汽车电动助力转向系统驱动装置设计

设计了一种适用于纯电动汽车电动助力转向系统的驱动装置,提出了内部功能模块结构,设计了自举电路、MOS管的并联结构。该装置集成了H桥驱动、电机电枢电流检测、MOS管漏极电流监控与保护及电机欠电压保护等功能,经过对脉宽调制(PWM)变换器的功能测试,该装置占空比输出控制合理、脉峰干扰小,具有集成度高、可靠性好、功耗损失小和使用方便等特点,适应汽车工业对安全、节能、环保的要求。

EPS系统H桥上管驱动电路的研究

分析了传统电动助力转向系统电机驱动电路H桥的工作特性。简单介绍了目前H桥电路专用驱动芯片,分析了在EPS的H桥电路中不使用专用驱动芯片的原因。并在此基础上针对电动助力转向系统的实际需求提出了几种H桥上管驱动电路的可行方案。这些方案在我们开发EPS的过程中均经过了实践检验。

基于旋转变压器的多极电动机转子位置检测系统设计

针对现代低速多极电动机直驱控制,转子磁极位置检测为电动机控制的重要环节。而传统的旋转变压器受到磁极数量较小的影响,无法满足对多极电动机转子磁极位置检测的要求。因此本文旨在设计一款通用的旋变解调系统,可满足不同极数电动机的转子位置检测要求。同时将通过专用芯片解调出来的转子位置信号,经转换电路得到电动机驱动电路所需要的驱动信号。实验证明,该电路简单可靠,精度高,符合多极电动机转子位置检测要求。

四轮驱动汽车电动助力转向控制策略研究

为解决四轮驱动汽车转向轻便性和路感之间的矛盾,提出了一种基于模糊PID控制的电动助力转向控制策略。首先,建立电动助力转向系统动力学模型。然后,设计基于模糊PID控制方法的电动助力转向控制策略,最后,借助Matlab/Simulink进行离线仿真,验证所提控制策略的有效性。结果表明,所提控制策略能够较好地实现四轮驱动汽车的电动助力转向系统功能。

电动助力转向系统电机驱动电路的设计

介绍了汽车电动助力转向系统的基本结构和原理,以及MOTOROLA系列16位单片机的功能特点,给出了基于MC9S12DP256的电动助力转向系统电子控制单元(ECU)硬件电路的总体设计框架。重点介绍了助力电动机的H桥驱动电路的组成、H桥上、下侧桥臂的功率驱动电路以及上侧桥臂MOSFET功率管所需的蓄电池倍压电源电路的设计,对所设计的硬件系统进行了台架试验。

电动助力转向系统阻力模拟器研究及实现

研究电动助力转向系统阻力模拟器的控制方法,探索一种利用单片机控制电动机转矩为试验台提供转向阻力的方法。介绍了阻力模拟器的结构、控制方法、工作原理,研究了电动助力转向系统阻力模拟器的功能及实现方法。

分布式驱动电动汽车动力转向系统混杂系统动力学及其切换控制（英文）

分布式驱动电动汽车是燃油汽车和电动汽车过渡的一种新型新能源汽车,动力转向系统(ECIPS)作为电动化底盘集成控制系统(ECIS)的主要组成部分,对电动汽车的设计与装配具有重要的影响.动力转向系统具有典型的不确定性、未建模动态、测量噪声和干扰等非线性动力学特征,是包含离散事件与连续事件的混杂动力学系统.分析了分布式驱动电动汽车动力转向系统的控制结构、控制功能及其动力学行为,基于动力转向系统的输入/输出功能、控制状态和控制系统实现流程,建立了反映连续和离散控制行为的混杂控制系统模型.建立了动力转向系统的混杂控制流程和切换控制结构,进行了25km/h和45 km/h下的蛇形实验.结果表明:在25 km/h下,转向系统转矩的峰值和平均值分别降低了41.68%和41.79%,在45 km/h下,转向系统转矩的峰值和平均值分别降低了30.92%和30.67%,转向轻便性得到明显改善.混杂系统动力学模型及其混杂控制结构反映了分布式驱动电动汽车动力转向系统的动力学行为及其控制特征,不仅揭示了动力转向系统的连续系统工作行为,也反映了离散事件特征,对分布式驱动电动汽车控制性能的改善、智能化水平的提高提供了理论研究意义和工程研究价值。

基于智能功率开关的EPS电机驱动电路研究

分析了传统电动助力转向系统电机驱动电路H桥的优缺点,提出了基于智能功率开关的H桥驱动电路的一种优化方案。对智能功率开关的功能特性和采用智能功率开关组成的H桥电路的控制方法与工作原理进行了系统研究,并在试验台上对新的H桥驱动电路进行了试验验证。结果表明:采用智能功率开关的H桥电路具有工作可靠、控制策略简单、可靠,电路制造成本低等优点。

EPS转向电机控制系统的设计

电动助力转向系统是依靠助力电机实现转向助力,因此转向电机的控制是影响电动助力转向系统助力性能的关键。通过对助力电机的硬件驱动电路和控制方式进行研究,设计了采用智能功率开关组成H桥电机驱动电路,同时对转向电机转矩的控制采用了模糊PD控制方法。该系统具有硬件电路简单、工作可靠、跟随性能好和控制精度高等优点。

TD340芯片在汽车电动助力转向系统中的应用

汽车电动转向助力系统的基本结构及原理、用于汽车电动助力转向电机控制的H桥,设计了一种基于TD340芯片的汽车转向助力电动电机驱动电路,并将该驱动电路应用于吉利某车型的电动助力转向系统中。实验表明,该电路具有驱动能力大、体积小、性能稳定等特点,可广泛用于汽车电动助力转向系统中。

电驱动系统的型式对客车结构布局的影响分析

本文以轮毂电动机,电动转向驱动桥,电控液压推力铰接等电驱动系统为例,分别介绍这些先进的电驱动系统对现代电动客车结构布局的影响,总结出各自的优点和作用,展望它们在未来的电动客车结构设计中的应用和趋势。