电控转向硬件在环试验台开发与验证

【摘要】随着汽车行业及电控技术的发展，汽车正朝着节能、环保、轻量化及智能化方向发展。作为汽车的重要组成部分，转向系统也由传统的机械或液压转向系统发展成电动助力转向、主动前轮转向及线控转向等类型的电控转向系统。电控转向系统能够改善汽车低速行驶时的转向轻便性以及高速行驶时的转向路感，从而提高汽车的操纵稳定性。它甚至能在危险工况中进行主动转向干预，提高汽车的主动安全性。然而电控转向系统的开发涉及到机械、控制器硬件、控制算法等多方面开发设计，需要经过多次试验反复修改。目前，电控转向系统的开发主要是根据电控转向硬件在环试验台的试验及实车道路试验相结合的方式进行的。但实车试验成本较高，周期较长，易受场地、天气影响，在电控转向系统开发初期可能存在安全问题。而电控转向硬件在环试验台可以替代实车进行各种工况试验，为实车道路试验做好前期准备，从而减少实车试验次数，缩短开发周期，降低开发成本，逐渐成为研发电控转向系统的重要环节。本文依托于国家高技术研究发展计划(863计划)“电动汽车底盘及整车控制关键技术”(课题编号:2012AA110904)，985项目“先进汽车电控仿真平台开发”以及国家自然科学基金项目“线控转向系统操纵杆及其双向控制方法研究”（编号:51105165），并基于课题组已有的研究工作，分析了国内外相关的电控转向硬件在环试验台，提出了一套基于dSPACE实时仿真系统的电控转向硬件在环试验台的开发方案，进行了试验台软硬件开发，并在此试验台上以EPS系统为例进行了快速控制原型开发并验证了硬件在环试验台的功能。本论文主要进行了以下几方面的研究工作：(1)分析了汽车电控转向系统及电控转向硬件在环试验台的国内外发展现状，明确电控转向硬件在环试验台的开发目的及意义，确定了本文的研究工作。(2)根据电控转向硬件在环试验台的开发目的及功能需求，结合课题组的研究基础，提出了试验台的总体方案，并简述其工作原理。(3)进行了电控转向硬件在环试验台的硬件开发，根据试验台的总体方案和所要匹配的目标车型进行硬件的设计选型。本文基于dSPACE实时仿真系统构建了电控转向硬件在环实时仿真平台，利用dSPACE的DS1103单板系统、MicroAutoBoxII以及实车的转向系统搭建了试验台的硬件部分。(4)进行了电控转向硬件在环试验台的软件开发，根据试验台的总体方案和所要匹配的目标车型进行软件的开发。本文基于Matlab/Simulink和CarSim软件建立了EPS控制器模型和试验台转向阻力模型，并基于ControlDesk软件进行了人机交互界面设计。(5)在试验台上模拟实车EPS系统试验工况，进行硬件在环试验，与实车试验进行对比，验证所开发的电控转向硬件在环试验台的可靠性，为之后在试验台上进行电控转向系统的开发及测试打下基础。
【作者】向海鸥；
【导师】宗长富；
【作者基本信息】吉林大学，车辆工程，2014，硕士
【关键词】电控转向系统；硬件在环；实时仿真；试验平台；

【参考文献】
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