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电动助力转向系统动力学建模与分析

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电动助力转向系统动力学建模与分析

作者:丁志刚 钟 勇

来源:《海峡科学》2010年第12期

[摘要] 本文介绍了汽车的电动助力转向系统(EPS)的基本结构,建立了EPS系统的动力学模型,并通过对动力学模型的分析得到EPS系统的状态空间模型。

[关键字] 电动助力转向;动力学模型;状态空间模型

汽车转向系统是用来改变或保持汽车行驶方向的机构。其性能直接关系到汽车的操纵稳定性和舒适性。汽车转向系统的发展历经了无助力转向系统、液压助力转向系统(HPS)、电控液压助力转向系统(EHPS)、电动助力转向系统(EPS)、线控转向系统(SBW)。电动助力转向相比于液压助力转向,改善了汽车的转向助力特性,减少了能量消耗,结构紧凑,质量降低,维护方便,对环境的影响减少。近20几年来,随着电子技术的发展,传感器、电机及其控制理论的发展和完善,EPS技术日趋完善,EPS的助力型式也从低速范围助力型向全速范围助力型发展,并且其控制形式与功能也进一步加强。新一代的EPS则不仅在低速和停车时提供助力,而且还能在高速时提高汽车的操纵稳定性。主要体现在模型创新与试验创新2个方面。

1 EPS系统的基本结构

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根据助力电机布置位置的不同,电动助力转向分为转向齿条助力式、转向齿轮助力式、转向轴助力式,如图1所示。

参考文献:

[1] Yuji Kozaki,GoroHirose, Shozo Sekiya. Electric Power steering [J]. Motor & Control,1999:449-459

[2] 余志生.汽车理论(第三版) [M] .北京:机械工业出版社,2002.

[3] Liao Y G, Du H I. Modeling and analysis of electric power steering system and its effect on vehicle dynamic behavior [J]. International journal of vehicle autonomous systems (S1471-0226), 2003, 1(3):351-362.

[4] Ji-Hoon Kim, Jae-Bok Song. Control logic for an electric power steering system using assist motor [J]. Mechatronics (S0957-4158), 2002, 12(3): 447-459.

[5] 徐建平, 何仁, 苗立冬, 等. 电动助力转向系统的建模与仿真分析[C]//中国汽车工程学会2003年学术年会SAE-C2003E206: 6-661.

Dynamics Modeling and Analysis of Electric Power Steering

Ding Zhigang,Zhong Yong

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(Electromechanical and Automation Engineering Department, Fujian University of Technology, Fuzhou 350108, China)

Abstract: The basic structure of the vehicle electronic power steering (EPS) system is described. A dynamics model of EPS system is established. The state-space model of EPS system is obtained through analysis of the dynamic model of EPS systems.

Keywords: electronic power steering; dynamic model; state-space model.

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