法测试汽车的稳定特性。采用该方法，给正在高速行驶的汽车个过度的转角迫使它侧倾，在短时间的自回正过程中，由于采用了微电脑控制，使得汽车具有更高的稳定性，驾驶员有更舒适的感觉。提供可变的转向助力。电动助力转向系统的转向力来自于电机。通过软件编程和硬件控制，可得到覆盖整个车速的可变转向力。可变转向力的大小取决于转向力矩和车速。无论是停车，低速或高速行驶时，它都能提供可靠的，可控性好的感觉，而且更易于车场操作。对于传统的液压系统，可变转向力矩获得非常困难而且费用很高，要想获得可变转向力矩，必须增加额外的控制器和其它硬件。但在电动助力转向系统中，可变转向力矩通常写入控制模块中，通过对软件的重新编写就可获得，并且所需费用很小。采用绿色能源，适应现代汽车的要求。电动助力转向系统应用最干净的电力作为能源，完全取缔了液压装置，不存在液压助力转向系统中液态油的泄漏问题，可以说该系统顺应了绿色化的时代趋势。该系统由于它没有液压油，没有软管油泵和密封件，避免了污染。而液压转向系统油管使用的聚合物不能回收，易对环境造成污染。系统结构简单，占用空间小，布置方便，性能优越。由于该系统具有良好的模块化设计，所以不需要对不同的系统重新进行设计试验加工等,不但节省了费用，也为设计不同的系统提供了极大的灵活性，而且更易于生产线装配。由于没有油泵油管和发动机上的皮带轮，使得工程师们设计该系统时有更大的余地，而且该系统的控制模块可以和齿轮齿条设计在起或单独设计，发动机部件的空间利用率极高。该系统省去了装于发动机上皮带轮和油泵，留出的空间可以用于安装其它部件。许多消费者在买车时非常关心车辆的维护与保养问题。装有电动助力转向系统的汽车没有油泵，没有软管连接，可以减少许多忧虑。实际上，传统的液压转向系统中，液压油泵和软管的事故率占整个系统故障的，如软管漏油和油泵漏油等。生产线装配性好。电动助力转向系统没有液压系统所需要的油泵油管流量控制阀储油罐等部件，零件数目大大减少，减少了装配的工作量，节省了装配时间，提高了装配效率。电动助力转向系统自世纪年代中期初提出以来，作为今后汽车转向系统的发展方向，必将取代现有的机械转向系统液压助力转向系统和电控制液压助力转向系统。电动助力转向系统研究目的汽车电子化是当前汽车技术发展的必然趋势。继电子技术在发动机变速器制动器和悬架等系统得到广泛应用之后,在轿车和轻型汽车领域正逐步取代传统液压助力转向系统并向更大型轿车和商用客车方向发展,它己成为世界汽车技术发展的研究热点和前沿技术之,所以它具有广泛的应用前景。按转向动力能源不同,汽车转向系统可分为机械式转向系统和动力转向系统两大类。传统转向系统就是由简单的机械来传递动力,主要的组成是有方向盘转向器总成以及转向拉杆等零件组成。随着电子技术的发展,电子控制式机械液压动力转向系统应运而生,该系统在些性能方面优于传统的液压动力转向系统,但仍然无法根除液压动力转向系统的固有缺憾就是管内压力和油的泄露。替液压动力转向系统的趋势。本文的研究内容对转向系统机械部分的结构及受力分析对电动助力转向系统对汽车操纵稳定性评价指标分析选择合适的助力特性曲线，并使用进行电动助力转向系统对汽车操纵稳定性仿真分析通过仿真分析电动助力转向系统对汽车操作稳定性的影响，从转向轻便性转向回正性随机灵敏度和助力特性等方面进行电动助力转向性能的客观评价。转向系统机械部分的结构及工作条件进行分析引言汽车在行驶过程中，经常需要改变行驶的方向，称为转向。轮式汽车行驶是通过转向轮般是前轮相对于汽车纵向轴线偏转定的角度来实现的。驾驶操纵用来改变或回复汽车行驶方向的专用机构称为汽车转向系统。汽车转向系统根据转向能源的不同可分为机械转向系统和动力转向系统两大类。机械转向系统是以人的体力为转向能源的，其中所有的传力件都是机械的，它主要由转向操纵机构转向器和转向传动机构三部分组成。汽车转向器作为汽车转向系统的重要零部件，其性能的好坏直接影响到汽车行驶的安全性和可靠性。动力转向系统是在机械转向系统的基础上曾设了套转向加力装置所构成的转向系，它兼用驾驶员的体力和发动机动力作为转向能源。在正常情况下，汽车转向所需的大部分力通过转向加力装置提供，只有小部分由驾驶员提供。同时在动力转向失效时，驾驶员仍能通过机械转向系统实现汽车的转向操纵。汽车转向系统直存在着轻与灵的矛盾。为缓和这矛盾，过去人们常将转向器设计成可变速比，在方向盘小转角时以灵为主，在方向盘大转有把握地操纵汽车，所以转向力又不能太小。确切地说，转向力中雨前轮侧向力有对应关系的那部分回正力矩部分不能太小，而与前轮侧向力无关的各种摩擦力矩则越小越好。汽车转向轻便性是对低速行驶时如原地转向提出的要求，而路感则是针对汽车高速行驶时提出。使驾驶员感到此种力反馈及其差别。清晰的路感，对驾驶员非常重要，特别是在高速行驶时，它能够给驾驶员提供种正确判断车轮与路面附着情况的信息，让驾驶员心中有数，以便在不同的道路条件下，采用合适的运行方式高速，转向和制动，确保车辆的行驶安全。因此，在种意义上说，路感实际上是给与驾驶员操纵汽车的种安全感，做到心中有数防患于未然。通常，路感按汽车的行驶状态或转向盘的位置，可与分高速直线行驶转向和回正过程的路感。转向灵敏度转向灵敏度对汽车操纵十分重要，它是衡量汽车操纵性能的主要指标，反应了汽车队对转向动作的响应快慢。它可以采用汽车的侧向加速度对转角的微分来表示，也可用汽车的横摆角速度与转角之比来表示。这里选择从转向盘转角到汽车的横摆角速度的传递函数来表示转向灵敏度，因为更能直接体现电动助力转向系统和汽车系统的综合性能。若助力电动机电枢电流与扭矩传感器检测值成比例，即采用电流控制方法。扭距传感器的测试值为，则有式中根据转向灵敏度的定义，可得转向灵敏度函数转向回正能力在汽车行驶中驾驶员进行转向时，回正力矩能够使转向盘自动地回到中间位置，这有助于驾驶员回正方向，但有时回正力矩会带来过多的冲击，使得转向稳定性变差。传统的助力转向系统能通过它的惯性和自身的摩擦产生些阻尼效果，但却是很被动。相反，在系统中可以通过控制助力电机来获得适当的阻尼效果。另方面，转向系统内部摩擦损失力矩过大时，又就会阻碍转向盘的回正。就此，提出种通过控制电机提供回复助力，可以获得良好的回正能力。回正特性控制策略可分为两种算法。种为回正算法，其主要功能是使转向轮快速而准确的回到中心位置，尤其是当内部摩擦阻碍回正时另种是主动阻尼算法，它可使转向轮在阻尼作用下很好的回位而避免出现冲击振动。为达到此目的，研究中采用如下的控制器。式中，为回正时电机控制信号是控制器的增益。当方向盘转角大时，式中的部分产生较大的回正转矩或回复助力转矩，以便帮助回正，而当回正过急时，微分部分产生主动阻尼控制，避免回正冲击振动和超调，因此，可以通过调整控制器的增益系数来获得不同的回正特性。下面用具体参数来仿真该控制方法，并得出回正相应的曲线。以转向助力为研究对象，该系统的主要参数为，ε。由于在试验台上要真正模拟汽车不同的行驶车速比较困难，故采用改变阻尼弹簧刚度和系统摩擦的方式来模拟不同的车速，利用提出的控制策略对系统进行动态仿真分析，仿真逻辑图如下图所示。仿真时使方向盘转角在时释放，且设定汽车在低速行驶工况。结果如图，图所示。回正算法和模拟不同车速下的回正特性如图图所示。图仿真结果图图仿真结果图图仿真结果图图仿真结果图在不同阻尼和作用下，回正响应特性如图所示。由图可知，没有主动阻尼控制时，响应出现了超调现象，对于不同的阻尼增益系数，产生不同的回正特性，如图中的和，其中情形具有较大阻尼增益系数，回正响应较迟缓，采用主动阻尼控制后克服了超调现象。但由于阻尼作用使回正缓慢，同时由于内部摩擦转矩的作用，转向盘可能不能精确的回到中心位置。为了克服这缺点，采用式的控制方法取代单独的主动阻尼控制，即加入回正助力。在主动阻尼和回正助力两者同时作用时，响应特性如图所示，表明比单独的阻尼控制响应更快且没有超调。图是分别以主动阻尼控制和回正控制为主的输入特性，即分别取较大的微分增益系数和比例增益系数，积分系数用来调节或消除回正稳态误差。由图可知，利用估计的转向盘转角，构成控制器的反馈信号，使汽车有良好的回正性能，而且估计值与实际值基本致。图为在不同车速下的回正性能，其回正性稍有差别，但不明显。由此可知，通过不同的阻尼和回正控制可获得各种回正特性。结论本文对电动助力转向系统动力学模型及在中建模各可变参数对电动助力转向系统性能的主要评价指标的影响助力特性曲线的研究以及对电动助力转向系统对操纵稳定性能的影响进行了分析，得到以下主要结论影响电动助力转向系统性能的主要评价指标转向路感和转向灵敏度的因素很多，在进行系统设计时，应综合考虑这些影响因素。但是有些因素如电动机的电气参数各部件的粘性摩擦系数等是不可以任意选择的。因此要想获得较好的转向系统性能，就必须改变各可变参数以获得最佳的转向系统性能。装备有电动助力转向系统的汽车要保持稳定，必须使得电动机转动惯量扭矩传感器刚度助力机构传动比控制器助力增益满足由判据得到的两个稳定性条件。通过运用不同工况下的仿真，检验了助力特性满足稳定性的要求，理论上验证了电动助力转向系统对汽车操纵稳定性的影响。通过仿真研究，本文得到了些有益的结论，但由于时间和条件的限制，认为还有进步的工作要做。论文中对的运用还不是很熟练，还需要大量的时间和努力去完成每个可变系数对电动助力转向系统变化的仿真，在以后的学习中要不断加强这个方面的研究以确保对目标仿真快速准确有效地完成。谢辞本论文设计在郑忠才老师的悉心指导和严格要求下完成的，从课题选择到具体的写作过程，无不凝聚着郑老师的心血和汗水，在我的毕业论文写作期间，郑老师为我提供了种种专业知识上的指导和些富于创造性的建议，没有这样的帮助和关怀，我不会这么顺利的完成毕业论文。在此向郑老师老师表示深深的感谢和崇高的敬意。我还要感谢陈海鸥老师在毕业设计期间给予我的种种帮助与关怀，以及耐心的指导，使我学到了很多专业的知识，并运用到我的毕业设计中，增加了亮点。在临近毕业之际，我还要借此机会向在这四年中给予了我帮助和指导的所有老师表示由衷的谢