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汽车ESP硬件在环仿真试验台搭建毕业设计论文 汽车ESP硬件在环仿真试验台搭建毕业设计论文

格式:word 上传:2022-06-25 20:01:10

《汽车ESP硬件在环仿真试验台搭建毕业设计论文》修改意见稿

1、“.....所以模型中的动力传动模型由发动机模块变速箱模块和主减速器模块组成。实际的发动机是个非常复杂的系统。此处为了便于模型的建立,将发动机模型进行简化发动机的输出扭矩只与节气门开度和曲轴转速有关,忽略温度等其他因素对发动机输出扭矩的影响由于没有离合器模块,所以假设发动机曲轴与变速箱刚性连接,转速样,所以曲轴转速可以用轮速表示忽略发动机的迟滞环节忽略发动机飞轮与曲轴的转动惯量,换句话说,假设发动机的稳态输出即为发动机的瞬态输出。本模型的车辆原型为大众捷达车型,其使用的发动机型号为,其最大功率为。由于时间限制,这里并没有对这款发动机进行实际的测试,而是利用软件中的发动机模型进行建模。在软件中找到对应的发动机图如下图发动机图其中,节气门开度属于整车模型的控制输入......”

2、“.....在车身模型中通过对的积分得到两个前轮驱动轮的转速。其单位为弧度制。通过主减速器和变速箱的作用反推到发动机曲轴的转速为其中,表示主减速器传动比,表示变速箱传动比。需要注意的是,发动机模型输入的曲轴转速单位为转每分,而以上公式得到的曲轴转速是弧度制,所以需要对其进行修正如下捷达共有五个前进挡,对应五个减速器传动比。在实际控制过程中,驾驶员输入的是档位指令,所以在模型中利用中的模块进行档位选择。同样,利用中的查表模块建立发动机模块。发动机输出的转矩经过变速器和主减速器的作用后增大,在忽略差速器作用下时,两侧驱动轮所受到的驱动力矩平均分配其中,表示发动机曲轴的输出转矩。以上得到车辆动力系统模型如下图动力传动系统模型制动器模型本实验台使用的是液压压力传感器......”

3、“.....而车身模块需要的是各个轮缸产生的制动力矩。所以需要建立制动器模型。捷达车型两个前轮采用了浮动钳盘式制动器,摩擦衬块为常见的扇形摩擦衬块,其制动力矩与制动轮缸的活塞推力及摩擦系数近似为线性关系,忽略两者间的非线性滞后环节特性后,其模型方程如下其中,分别为前轮的制动力矩,单位为,分别为前轮缸的制动压力,单位为。后轮为领从蹄鼓式制动器,其制动器效能因数等于领蹄效能因数等于领蹄效能因数和从蹄效能因数之和。有其中,为制动蹄对制动鼓的制动力为制动轮缸压力为轮缸活塞截面积为回位弹簧刚度为轮缸活塞位移为鼓式制动器的效率。实际上,这项很小,可以忽略,由此得到制动力矩与制动轮缸压力的近似线性关系如下车辆四轮七自由度数学模型通过以上几个模块,可以得到车辆四轮七自由度数学模型。在这个模型中,有两个反馈控制是车身轮胎反馈控制......”

4、“.....而在轮胎系统中,侧偏角和车轮滑移率的变化引起地面纵向作用力和侧向作用力的变化。这样形成的反馈控制使地面纵向作用力和侧向作用力达到稳定,从而使车辆行驶达到稳定。二是发动机车身反馈控制。发动机在节气门开度和曲轴转速的作用下通过传动系统产生驱动力矩,而驱动力矩作用在车轮上产生车轮的加速度从而改变轮速。而反过来影响发动机曲轴轮速,从而影响发动机输出转矩。通过这种反馈控制,使发动机输出转矩达到稳定,从而使车辆行驶达到稳定。利用建立的车辆四轮七自由度数学模型如下图图车辆四轮七自由度模型第章仿真结果分析基于的离线仿真首先在环境下进行数学模型的离线仿真,以验证车辆数学模型的有效性。在仿真之前,首先要定义模型中的参数和工况......”

5、“.....模型参数设定以捷达车型为原型,参考中的些数据,设定模型相关参数如下表表车辆模型参数类别参数名称符号值单位环境参数重力加速度摩擦因数车身参数整车质量前轴到质心距离后轴到质心距离前轴距后轴距车身绕轴转动惯量质心高度车轮参数车轮滚动半径车轮转动惯量传动参数档传动比二档传动比三档传动比四档传动比五档传动比主减速器传动比油门控制车辆直线加减速工况仿真直线加减速主要是验证车辆模型的直线运行功能。保持前轮转角为零,通过改变节气门开度从而改变车辆速度。这个工况下只利用四轮七自由度车辆模型进行仿真。需要注意的是,由于模型中没有离合器模块,所以需要认为地给定车辆的初速度。车辆通过两个反馈的调整后,最终会稳定在个车速上行驶。当档位方向盘转角和制动压力确定后,这参数实际上只与节气门开度有关。首先......”

6、“.....当档节气门开度为时,车速将稳定在左右。同时可以得到车速稳定后单个驱动轮所受驱动力矩为。此时利用两轮三自由度车辆模型进行仿真,得到档节气门开度为时车速曲线如下。可以看到,两轮三自由度车辆模型中车速稳定在左右。两个模型的仿真结果非常相近,说明了模型的有效性。图四轮七自由度模型车速曲线接下来,测试模型车辆在各个节气门开度下的最高车速。将档位固定在档最高档,利用中阶跃信号的叠加,得到间隔为的节气门开度阶跃增加然后阶跃降低曲线,每个节气门开度保持时间。具体参数设定如下表油门控制车辆直线加减速工况参数给定初始速度档位前轮转角右前轮制动压力左前轮制动压力右后轮制动压力左后轮制动压力节气门模块如下图两轮三自由度模型车速曲线设置仿真步长,仿真时间,使用求解器......”

7、“.....当节气门开度不断增加时,车速也不断增加当节气门开度不断减小时,车速也不断减小。由于节气门保持时间较短,车辆由于惯性的作用减速时的速度变化要比加速时的慢。当节气门速度由逐渐增加到时,车速不断增加到最大值。从图中可以看到档时车辆的最高速度,也就是车辆在水平良好路面上行驶的最高速度为。而实际上捷达车型的最高速度为至。考虑到车辆模型未考虑到风阻传动系内部摩擦阻力和离合器接合时滑摩能量损失等因素,仿真的结果还是比较真实的。同时,其他参数的响应曲线如下图驱动轮驱动力矩曲线图驱动轮转速同理得到档车速曲线如下可以看到,档时最低车速为。经过以上的分析......”

8、“.....可以用来进行仿真。制动轮缸压力控制车辆直线加减速工况仿真本工况主要验证四轮七自由度车辆模型的制动系统的有效性。具体工况如下表制动工况给定初始速度节气门开度档位前轮转角右前轮制动压力时从增加到左前轮制动压力时从增加到右后轮制动压力时从增加到左后轮制动压力时从增加到图档车速曲线设置仿真步长,仿真时间,使用求解器。得到车速曲线如下可以看到时产生制动压力使车速快速减小。由于本模型没有离合器模型,所以在车速减小到接近停止时会发生运算上的,仿真会自动停止。这也是模型需要改进的方面之。转向角控制车辆稳态转向工况仿真转向角控制稳态转向是模型仿真的个重要的部分。当车辆进行稳态转向时,若前轮转角为,则车辆稳态转向的转动半径若此时车速为,则此时车辆的横摆角速度其中,表示车辆的轴距......”

9、“.....现设定工况如下表稳态转向工况给定初始速度节气门开度次毕业设计中的亮点同时对硬件和软件进行了设计,充分利用了本科阶段所学知识,学以致用,为今后的学习打下基础硬件方面,利用铝型材进行试验台搭建,便于拆装和改进软件方面,建立了三个车辆数学模型,相互验证,步步递进,最后利用四轮七自由度车辆数学模型进行实时仿真,仿真效果较好同时,本次毕业设计也存在些不足由于时间原因,还未将整个硬件在环仿真实验平台的硬件部分与软件部分连接起来车辆数学模型中没有包含离合器车速器等关键模块,对仿真结果有定的影响采集电路没有进行制作和测试在硬件在环仿真中,没有设计逻辑控制的软件和硬件部分。根据以上的总结,本次搭建的硬件在环仿真平台初步建成,但仍然还有许多需要去完善的工作。这此毕业设计为今后的科学研究打下了基础......”

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