汽車電動轉(zhuǎn)向器動力學建模與控制仿真研究

汽車電動轉(zhuǎn)向器動力學建模與控制仿真研究,汽車,電動,轉(zhuǎn)向器,動力學,建模,控制,節(jié)制,仿真,研究,鉆研 編號 無錫太湖學院 畢業(yè)設計（論文） 相關(guān)資料 題目： 汽車電動轉(zhuǎn)向器動力學建模與 控制仿真研究 信機 系 機械工程及自動化專業(yè) 學 號： 　　　 0923217　　　　 學生姓名： 鮑 維 俊 指導教師： 　 陳炎冬 （職稱：講 師） （職稱： ） 2013年5月25日 無錫太湖學院 畢業(yè)設計（論文） 開題報告 題目： 汽車電動轉(zhuǎn)向器動力學建模與控制仿真研究 信機 系 機械工程及自動化 專業(yè) 學 號： 0923217 學生姓名： 鮑 維 俊 指導教師： 陳炎冬 （職稱：講 師） （職稱： ） 2012年11月28日 課題來源 生產(chǎn)實踐 科學依據(jù)（包括課題的科學意義；國內(nèi)外研究概況、水平和發(fā)展趨勢；應用前景等） （1）課題科學意義 目前汽車已經(jīng)走入尋常百姓家中，人們對汽車需求逐建增大，對它的技術(shù)要求也越來越高。隨著現(xiàn)代汽車技術(shù)的迅猛發(fā)展，人們對汽車操縱性能的要求也日益提高。為了保證車輛在停車或低速泊車情況下轉(zhuǎn)動方向盤也能夠輕松自如，在高速行駛時又不會感到輕飄不穩(wěn)，汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不斷地發(fā)展，從簡單的純機械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，發(fā)展到機械液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，到電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，直至如今的更為節(jié)能，操縱性能更優(yōu)的電子控制式EPS 階段?，F(xiàn)代汽車技術(shù)追求高效節(jié)能、高舒適性和高安全性等三大目標。高效節(jié)能與環(huán)境保護密切相關(guān),是當今全球性最熱門和最受關(guān)注的話題之一。后兩項目標是汽車朝著高性能化方向發(fā)展要研究和解決的重要課題。電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EPS)由于具備環(huán)保性能好、能耗低、重量輕、體積小、空間省等性能而應運而生。 （2）電動轉(zhuǎn)向器的研究狀況及其發(fā)展前景 電動轉(zhuǎn)向器電動轉(zhuǎn)向器是一種新型的汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng),該系統(tǒng)能根據(jù)車輛的運動狀況和駕駛員的要求實行多目標控制,以獲得較強的路感、較輕的操縱力、較好的回正穩(wěn)定性和回正速度、較強的抗干擾能力和較快地響應轉(zhuǎn)向輸入,而且這些控制是在基本上不改變硬件的條件下通過軟件即可實現(xiàn)。比傳統(tǒng)液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相比電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的優(yōu)勢體現(xiàn)在下面幾個方面： 1　 采用電能做能源,有利于環(huán)保。 2　 與液壓助力系統(tǒng)相比,降低了燃油消耗。 3　 改善了車輛的回正特性。 4　 提高了車輛的操縱穩(wěn)定性。 5　 減小了轉(zhuǎn)向遲滯效應,增強了轉(zhuǎn)向跟隨性。 6　 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,占用空間小,布置方便,性能優(yōu)越。 EPS己在轎車土得到應用，其優(yōu)良的性能己得到認可。隨著直流電動機性能的改進，EPS助力能力的提高，其應用范圍將進一步拓寬。EPS代表未來動力轉(zhuǎn)向技術(shù)的發(fā)展方向,將作為標準件裝置在汽車上，并將在動力轉(zhuǎn)向領(lǐng)域中占據(jù)主導地位。四大“EV”車將構(gòu)成未來汽車發(fā)展的主體,這給EPS帶來了廣闊的應用前景。 研究內(nèi)容 ① 熟悉汽車電動助力轉(zhuǎn)向器的工作原理及各部分組成； ② 對電動助力轉(zhuǎn)向器進行分析并建立動力學模型； ③ 對電動助力轉(zhuǎn)向器進行控制分析，確定控制方式； ④ 能夠熟練使用MATLAB/Simulink，搭建框圖并進行仿真。通過調(diào)整參數(shù)，對系統(tǒng)進行分析； ⑤ 比較不同控制方式系統(tǒng)的穩(wěn)定性、快速性和準確性。 擬采取的研究方法、技術(shù)路線、實驗方案及可行性分析 （1）實驗方案 對電動轉(zhuǎn)向器進行動力學分析，建立動力學模型，列出相應的動力學方程。根據(jù)動力學方程，用MATLAB/Simulink，搭建框圖并進行仿真。通過調(diào)整參數(shù)，對系統(tǒng)進行分析，著重研究基于PID控制下的EPS系統(tǒng)的性能的改變。最后比較三種轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的穩(wěn)定性、快速性和準確性。 （2）研究方法 1在同種轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)下，改變參數(shù)，分析對系統(tǒng)的影響。 2 在不同的轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)下，對同一個參數(shù)，分析對不同系統(tǒng)的影響，改變同一個參數(shù)，分析對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的影響。 研究計劃及預期成果 研究計劃： 2012年11月12日-2012年12月2日：初步閱讀資料，完成畢業(yè)設計開題報告。 2012年12月3日-2013年1月20日：專業(yè)實訓。 2013年1月21日-2013年3月1日 ：畢業(yè)實習。 2013年3月2日-2013年3月8日：學習并翻譯一篇與畢業(yè)設計相關(guān)的英文材料。 2013年3月9日-2013年3月29日：EPS動力學建模和分析。 2013年3月30日-2013年4月26日：用MATLAB/Simulink，搭建框圖并進行仿真。 2013年4月27日-2013年5月25日：畢業(yè)論文撰寫和修改工作。 預期成果： 基于PID控制下的EPS系統(tǒng)相對純機械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和無PID控制下的EPS系統(tǒng)，能提高EPS系統(tǒng)的快速性、穩(wěn)定性和準確性。 特色或創(chuàng)新之處 ① 使用MATLAB對EPS系統(tǒng)進行仿真，方便改變參量，能夠直觀判斷實驗結(jié)果。 ② 采用固定某些參數(shù)、改變某些參數(shù)來研究問題的方法，思路清晰，簡潔明了，行之有效。 已具備的條件和尚需解決的問題 ① 實驗方案思路已經(jīng)非常明確，已經(jīng)具備使用仿真的能力MATLAB/Simulink等方面的知識。 ② 使用MATLAB編程的能力尚需加強。 指導教師意見 指導教師簽名： 年 月 日 教研室（學科組、研究所）意見 教研室主任簽名： 年 月 日 系意見 主管領(lǐng)導簽名： 年 月 日