SBW转向电机的控制策略研究

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作者 李占锋 王红 刘玉清 《农业装备与车辆工程》 2009年第6期34-36,共3页

汽车电子转向系统(Steer-by-Wire,SBW)操控技术的核心是智能机电传动装置。转向电机是SBW的动力源,对转向电机的控制直接关系到系统的可行性以及车辆转向轨迹的确定性。在对SBW模型分析的基础上,建立了转向电机的动力学模型,对其控制策... 汽车电子转向系统(Steer-by-Wire,SBW)操控技术的核心是智能机电传动装置。转向电机是SBW的动力源,对转向电机的控制直接关系到系统的可行性以及车辆转向轨迹的确定性。在对SBW模型分析的基础上,建立了转向电机的动力学模型,对其控制策略进行研究。 展开更多

关键词 sbw 转向电机 仿真 控制策略

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基于LabVIEW PXI的汽车SBW系统硬件在环试验研究 被引量：3

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作者 赵林峰 陈会义 +3 位作者 付靖轩 马冠举 朱志文 陈皖湘 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2021年第3期311-316,共6页

文章以建立的七自由度非线性车辆模型、线控转向模型、轮胎模型和转向阻力矩模型作为动力学研究基础,基于LabVIEW PXI开发了汽车线控转向(steer-by-wire,SBW)系统硬件在环试验台,其总体结构包括转向盘总成、转向执行总成、控制器、信息... 文章以建立的七自由度非线性车辆模型、线控转向模型、轮胎模型和转向阻力矩模型作为动力学研究基础,基于LabVIEW PXI开发了汽车线控转向(steer-by-wire,SBW)系统硬件在环试验台,其总体结构包括转向盘总成、转向执行总成、控制器、信息采集系统以及阻力模拟系统;通过LabVIEW中建立的数据传输模块将CarSim输出数据与传感器采集数据快速传递给控制器,实现对路感电机和阻尼模拟伺服电机的转矩控制。对转向盘和转向轮分别进行的路感模拟试验和负载模拟试验结果表明,转向盘转矩和转向轮负载力矩都能较好地模拟出车辆实际的变化情况,且力矩变化具有较好的一致性,通过转向盘能够间接感知前轮转向负载的变化情况。 展开更多

关键词 线控转向(sbw)系统 硬件在环 模拟 路感 转向负载

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线控转向系统有限时间鲁棒抗扰控制

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作者 张静宜 陈新 +2 位作者 丁金刚 罗建国 冯硕 《系统仿真学报》 北大核心 2025年第6期1376-1387,共12页

为了消除参数摄动和外部扰动对汽车线控转向(SbW)系统的车轮转角跟踪控制性能的影响,提出了一种基于有限时间扰动观测器的分数阶积分终端滑模控制策略。设计了一种基于滑模的二阶有限时间扰动观测器,实现了SbW系统总扰动的精确估计,并... 为了消除参数摄动和外部扰动对汽车线控转向(SbW)系统的车轮转角跟踪控制性能的影响,提出了一种基于有限时间扰动观测器的分数阶积分终端滑模控制策略。设计了一种基于滑模的二阶有限时间扰动观测器,实现了SbW系统总扰动的精确估计,并将估计的总扰动补偿到系统控制输入,降低车轮转角跟踪误差。为确保车轮转角跟踪误差的快速收敛和抖振抑制,设计了分数阶快速积分终端滑模控制策略。实验结果表明:所提控制策略在转角跟踪误差的MAE和RMSE上相比PI、FOFITSMC和NASTSMC策略均改善了25%以上,具有更好的控制精度和鲁棒性。本文设计的控制策略为实际工程中SbW系统控制器设计提供了理论参考。 展开更多

关键词 线控转向系统 有限时间观测器 分数阶 终端滑模控制 车轮转角跟踪

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基于超螺旋滑模控制线控转向系统路感模拟电机控制

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作者 阎春利 丁文廷 《森林工程》 北大核心 2025年第5期1082-1091,共10页

针对线控转向系统驾驶员无法通过转向盘获取路感的问题,采用路感模拟电机给驾驶员路面反馈信息,使驾驶员获得路感并对车辆加以操控。建立线控转向系统动力学模型,采用魔术公式轮胎模型描述侧偏力,计算各个车轮的侧偏角,并计算出车轮的... 针对线控转向系统驾驶员无法通过转向盘获取路感的问题,采用路感模拟电机给驾驶员路面反馈信息,使驾驶员获得路感并对车辆加以操控。建立线控转向系统动力学模型,采用魔术公式轮胎模型描述侧偏力,计算各个车轮的侧偏角,并计算出车轮的回正力矩。设计助力力矩、限位力矩、摩擦和阻尼力矩,得到线控转向系统路感反馈力矩,采用超螺旋滑膜(super twisting algorithm,STA)控制对反馈力矩换算的电流进行跟踪控制,设计模拟仿真试验并对试验结果进行分析。研究结果表明,魔术公式轮胎模型计算的回正力矩较为准确,所设计的路感模拟控制算法满足低速转向轻便、高速路感清晰稳定的要求。同时超螺旋滑模控制算法的鲁棒性优于比例积分微分(proportion integration differentiation,PID)控制,相较于普通滑模控制消除了抖振现象。 展开更多

关键词 线控转向系统 路感模拟 回正力矩 超螺旋滑模控制 电流跟踪

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基于新型趋近律的智能无人车辆线控转向系统滑模控制 被引量：12

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作者 黄华 高艺鹏 +1 位作者 王伟达 杨超 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期773-782,共10页

路径跟踪是智能无人车辆的关键技术之一,其中,对线控转向系统的精确控制是影响智能无人车辆路径跟踪精度的重要因素.为提升线控转向系统在未知扰动下的转角动态响应性能和路径跟踪精度,本文基于一种新型趋近律设计了改进滑模控制方法并... 路径跟踪是智能无人车辆的关键技术之一,其中,对线控转向系统的精确控制是影响智能无人车辆路径跟踪精度的重要因素.为提升线控转向系统在未知扰动下的转角动态响应性能和路径跟踪精度,本文基于一种新型趋近律设计了改进滑模控制方法并应用于线控转向系统.首先,考虑模型不确定、系统摩擦和齿条力建立线控转向系统数学模型.然后,分析得到滑模趋近律的设计原理,通过设计参数调节函数构建了一种新型滑模趋近律实现趋近速度的动态调节,并对比分析了其在离散形式下的性能.最后,针对线控转向系统,设计改进滑模控制方法.仿真和试验结果表明,改进滑模控制方法能够改善线控转向系统对转角的动态响应性能,提高路径跟踪精度. 展开更多

关键词 智能无人车辆 线控转向(sbw) 路径跟踪 滑模趋近律 滑模控制(SMC)

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线控转向系统路感摩擦补偿研究 被引量：9

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作者 胡延平 朱天阳 +2 位作者 蒋鹏飞 刘菲 陈韵 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2020年第5期584-589,595,共7页

线控转向(steer-by-wire,SBW)系统由于取消了方向盘和转向器之间的机械连接,驾驶员无法通过直接的方式获取路感。文章对SBW系统路感的组成力矩进行了设计,考虑到转向盘总成固有摩擦力矩较小以及因制造和装配工艺不同所造成的摩擦力矩的... 线控转向(steer-by-wire,SBW)系统由于取消了方向盘和转向器之间的机械连接,驾驶员无法通过直接的方式获取路感。文章对SBW系统路感的组成力矩进行了设计,考虑到转向盘总成固有摩擦力矩较小以及因制造和装配工艺不同所造成的摩擦力矩的个体差异,通过改进型库伦摩擦模型来增大转向盘总成内部的摩擦力矩;将遗传算法(genetic algorithm,GA)和反向传播(back propagation,BP)神经网络相结合,对非线性及个体化差异的固有摩擦力矩进行高精度逼近;最后通过仿真和硬件在环试验进行了验证。仿真和试验结果表明,添加改进型库伦摩擦补偿后转向盘力矩变化更加真实,路感力矩辨识度更好;GA-BP神经网络不仅有效地抑制了转向盘力矩的抖动,也消除了因制造和装配不同造成的力矩方面的差异。 展开更多

关键词 线控转向(sbw)系统 路感 摩擦补偿 改进型库伦摩擦模型 遗传算法和反向传播(GA-BP)神经网络

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基于行驶场景模型的线控辅助转向系统仿真 被引量：3

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作者 高振海 孙天骏 何磊 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2018年第8期960-966,共7页

线控转向系统取消了转向盘和转向轮的机械连接,由控制算法折算转向电机驱动转矩并通过电控实现传动比的改变。针对实际转向过程中存在的转向过度或转向不足等问题,本文中在动态输出反馈控制框架下,根据车辆运动学和动力学理论,结合车辆... 线控转向系统取消了转向盘和转向轮的机械连接,由控制算法折算转向电机驱动转矩并通过电控实现传动比的改变。针对实际转向过程中存在的转向过度或转向不足等问题,本文中在动态输出反馈控制框架下,根据车辆运动学和动力学理论,结合车辆2自由度模型提出了基于行驶场景模型的角传动比动态协调控制机制,建立了线控辅助转向系统的转角控制算法。最终通过转向过程中的速度、加速度、横摆角速度和轨迹的仿真,并与其它转向控制算法和机械转向进行对比,验证了系统对转向过程主动调控和施加补偿或修正控制的有效性与实时性。 展开更多

关键词 线控转向系统 行驶场景模型 车辆2自由度模型 PID控制

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基于Riccati方程的汽车线控转向传感器故障重构研究 被引量：1

8

作者 田承伟 宗长富 +1 位作者 王祥 张萍 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第21期2637-2641,共5页

针对取消方向盘与转向器之间的机械连接后,线控转向系统存在的安全性和可靠性问题,提出以软件解析冗余为基础的线控转向系统传感器故障重构方法。以现有的线控转向系统为基础,从最优控制角度出发,基于Riccati型方程构建了线控转向系统... 针对取消方向盘与转向器之间的机械连接后,线控转向系统存在的安全性和可靠性问题,提出以软件解析冗余为基础的线控转向系统传感器故障重构方法。以现有的线控转向系统为基础,从最优控制角度出发,基于Riccati型方程构建了线控转向系统主要传感器的最优软件解析故障重构方法,并进行了传感器故障重构的硬件在环仿真。仿真结果表明,该方法能够实现传感器信号的重构,可以满足线控转向系统的容错控制要求。 展开更多

关键词 汽车 线控转向系统 传感器 故障重构 RICCATI方程

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基于SDRE方法的汽车线控转向系统控制方法研究 被引量：1

9

作者 陈新 张桂香 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期1496-1501,共6页

利用状态相关Riccati方程(SDRE)方法对汽车线控转向系统控制器进行研究。通过车辆动力学和轮胎模型,建立线控转向系统的状态相关系数结构(SDC)方程;针对动力学方程具有高度非线性的特点,设计了基于SDRE方法的控制器;最后采用θ-D方法对S... 利用状态相关Riccati方程(SDRE)方法对汽车线控转向系统控制器进行研究。通过车辆动力学和轮胎模型,建立线控转向系统的状态相关系数结构(SDC)方程;针对动力学方程具有高度非线性的特点,设计了基于SDRE方法的控制器;最后采用θ-D方法对SDRE控制器进行求解,以提高计算效率并保证足够的控制精度。实验平台仿真结果表明:采用SDRE方法设计的线控转向系统控制器具有较高的跟踪精度,可提高车辆操纵稳定性并减少电机能量消耗等。 展开更多

关键词 车辆动力学 SDRE θ-D法 线控转向(sbw)系统

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无人车的线控转向系统故障诊断 被引量：4

10

作者 熊璐 付志强 +1 位作者 李增良 章仁燮 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第22期2689-2694,2700,共7页

针对无人车线控转向系统的安全性及可靠性问题,分析了它的结构组成、工作原理以及故障类型,并且利用线控转向系统离散动力学模型和车辆二自由度模型,借助横摆角速度、侧向加速度和转向执行电机电流信号,设计了基于卡尔曼滤波方法的对转... 针对无人车线控转向系统的安全性及可靠性问题,分析了它的结构组成、工作原理以及故障类型,并且利用线控转向系统离散动力学模型和车辆二自由度模型,借助横摆角速度、侧向加速度和转向执行电机电流信号,设计了基于卡尔曼滤波方法的对转向管柱转角传感器进行实时故障诊断的算法,针对电机的突变故障,通过对电机参数的实时估计来进行故障诊断。实车试验验证表明,所设计的故障诊断算法能够准确、及时诊断出无人车线控转向系统所出现的故障。 展开更多

关键词 无人车 线控转向系统 卡尔曼滤波器 故障诊断

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汽车线控转向系统综述 被引量：17

11

作者 于蕾艳 林逸 李玉芳 《农业装备与车辆工程》 2006年第1期32-36,48,共6页

线控转向(Steer-By-Wire)是一种先进的转向技术。由于取消了方向盘和车轮的机械连接,可以任意设计传动比,对转向轮进行主动控制,并对随车速变化的参数进行补偿,实现理想的转向特性,提高操纵稳定性。综述了国内外线控转向的研究发展,介... 线控转向(Steer-By-Wire)是一种先进的转向技术。由于取消了方向盘和车轮的机械连接,可以任意设计传动比,对转向轮进行主动控制,并对随车速变化的参数进行补偿,实现理想的转向特性,提高操纵稳定性。综述了国内外线控转向的研究发展,介绍了线控转向的结构、关键技术、研究方法,并提出了线控转向的发展趋势。 展开更多

关键词 线控转向 操纵稳定性

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基于钨基催化剂的环己醇氧化反应

12

作者 白国义 贾春伟 宁慧森 《河北大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2008年第6期635-639,共5页

研究了以过氧化氢为氧化剂,在WO3,Na2WO4.2H2O,Na9[SbW9O33]和自制[CTA]9[SbW9O33]等钨基催化剂的作用下,环己醇选择性氧化制备环己酮的反应,并对反应物的物质的量之比、反应温度、反应时间等进行了优化.发现催化剂[CTA]9[SbW9O33]的活... 研究了以过氧化氢为氧化剂,在WO3,Na2WO4.2H2O,Na9[SbW9O33]和自制[CTA]9[SbW9O33]等钨基催化剂的作用下,环己醇选择性氧化制备环己酮的反应,并对反应物的物质的量之比、反应温度、反应时间等进行了优化.发现催化剂[CTA]9[SbW9O33]的活性最高,在80℃下,n(过氧化氢)∶n(环己醇)∶n([CTA]9[SbW9O33])为75∶50∶0.06时,反应2 h可使环己醇的转化率达到97.4%,环己酮的选择性为99.7%. 展开更多

关键词 钨基催化剂 氧化 环己醇 环己酮 [CTA]9[sbw9O33]

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基于键合图理论的汽车线控转向路感的研究

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作者 陈新 张桂香 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期779-783,共5页

介绍了汽车转向系统路感的实现方法和线控转向系统结构,并在对车辆动力学分析的基础上,利用键合图理论对汽车线控转向系统的路感进行了研究。在20-sim键合图仿真软件中给出了线控转向系统键合图模型,利用键合图理论对电机电流和路感进... 介绍了汽车转向系统路感的实现方法和线控转向系统结构,并在对车辆动力学分析的基础上,利用键合图理论对汽车线控转向系统的路感进行了研究。在20-sim键合图仿真软件中给出了线控转向系统键合图模型,利用键合图理论对电机电流和路感进行仿真分析,最后利用执行电机电流反馈方法得到较为理想的路感。 展开更多

关键词 线控转向系统 键合图理论 20-SIM 路感

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基于ISO标准的道路车辆线控转向系统的功能安全概念设计 被引量：17

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作者 荣芩 吴晓东 许敏 《汽车安全与节能学报》 CAS CSCD 2018年第3期250-257,共8页

线控转向(SBW)系统是发展未来智能汽车的热点。为提高SBW系统的安全性、可靠性,根据国际标准组织(ISO)的"ISO 26262",展开了SBW系统功能安全的概念设计。根据系统的功能需求和结构分析,分析了道路车辆使用场景;对系统潜在危... 线控转向(SBW)系统是发展未来智能汽车的热点。为提高SBW系统的安全性、可靠性,根据国际标准组织(ISO)的"ISO 26262",展开了SBW系统功能安全的概念设计。根据系统的功能需求和结构分析,分析了道路车辆使用场景;对系统潜在危险进行了辨识,用规则集的方法,评估了汽车安全完整性等级(ASIL),提出2个功能安全目标(中高速行驶时应防止SBW发生非意向的转向力矩超限和无法转向)以及功能安全概念,并分配到系统的架构元素中。测试得到该架构可及时检测故障,并能在故障后切换为备份机构。结果显示:本系统功能安全框架可以在系统出现故障时及时进入安全状态,从而保障驾驶员的安全。 展开更多

关键词 智能汽车 线控转向(sbw) 道路车辆 功能安全 安全规范ISO26262 汽车安全完整性等级(ASIL)

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基于功能安全要求的线控转向系统开发及验证 被引量：6

15

作者 常秀岩 高尚 +2 位作者 姜廷龙 侯慧贤 张建伟 《汽车技术》 CSCD 北大核心 2021年第9期27-32,共6页

为提高线控转向(SBW)系统的安全性与可靠性,基于ISO 26262开展了SBW系统设计,将系统的安全目标分配到架构、硬件、软件策略等开发中,设计了冗余机制以满足系统安全要求,并进行了台架和实车测试验证,结果表明:在特定的故障注入状态下,线... 为提高线控转向(SBW)系统的安全性与可靠性,基于ISO 26262开展了SBW系统设计,将系统的安全目标分配到架构、硬件、软件策略等开发中,设计了冗余机制以满足系统安全要求,并进行了台架和实车测试验证,结果表明:在特定的故障注入状态下,线控转向的路感模拟器和转向执行器的转矩和转角的执行状态满足响应需求,实现了整车的线控转向功能并满足设计要求。 展开更多

关键词 线控转向 功能安全 系统架构 硬件架构 系统状态机

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基于分数阶PID理论的汽车线控转向的主动控制 被引量：7

16

作者 赵树恩 刘秋杨 《汽车安全与节能学报》 CAS CSCD 2019年第2期161-168,共8页

为实现更好的车辆稳定性,提出一种基于分数阶比例积分微分(PID)理论的线控转向(SBW)主动控制方法。建立了SBW系统Simulink动力学模型,设计了定横摆角速度增益的理想变传动比曲线;基于横摆角速度反馈的状态跟踪校正控制策略,提出该算法;... 为实现更好的车辆稳定性,提出一种基于分数阶比例积分微分(PID)理论的线控转向(SBW)主动控制方法。建立了SBW系统Simulink动力学模型,设计了定横摆角速度增益的理想变传动比曲线;基于横摆角速度反馈的状态跟踪校正控制策略,提出该算法;利用Oustaloup滤波器和粒子群优化算法,进行了有理化和参数整定处理。在高速双移线和鱼钩工况下,进行了离线Carsim/Simulink联合仿真分析。结果表明:相比于传统PID控制和模糊控制,该控制方法的横摆角速度降低了4.7%和9%,侧向加速度降低了6.3%和7.7%,质心侧偏角降低了9.8%和19.5%;因而,该控制器具有较好的SBW主动控制性能。 展开更多

关键词 汽车行驶稳定性 主动控制 线控转向(sbw) 变传动比 比例积分微分(PID) 分数阶PID 粒子群算法

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线控转向系统理想传动比控制策略及优化研究 被引量：3

17

作者 阎春利 王运生 《重庆交通大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期106-112,123,共8页

为设计满足操纵稳定性需求的线控转向系统,提出了可适应不同车速工况的理想传动比控制策略。以稳态横摆角速度增益不变下的传动比为基础,设置低速段、中速段、高速段等3个车速区间;基于参数拟合和定转向增益不变控制法中的稳态横摆角速... 为设计满足操纵稳定性需求的线控转向系统,提出了可适应不同车速工况的理想传动比控制策略。以稳态横摆角速度增益不变下的传动比为基础,设置低速段、中速段、高速段等3个车速区间;基于参数拟合和定转向增益不变控制法中的稳态横摆角速度增益不变,设计了低速段和中速段的理想传动比,高速段考虑到摩擦特性等非线性因素影响,使用模糊控制设计线控转向系统理想传动比;通过Carsim和Simulink仿真分析了在不同车速下设计理想传动比控制策略的有效性。研究结果表明:在低速段时,车辆转向运动特性明显提高,增强了车辆的转向灵敏性;在中速段时,车辆转向响应跟随性好,且响应速度更快;在高速段时,车辆行驶时的转向稳定性明显提高。 展开更多

关键词 车辆工程 线控转向系统(sbw) 理想传动比 联合优化 操纵稳定性

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线控转向系统路感模拟及硬件在环仿真试验 被引量：4

18

作者 从光好 刘彦琳 赵林峰 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2018年第11期1479-1483,共5页

线控转向(steer-by-wire,SBW)系统由于取消了转向盘与转向轮之间的部分机械连接,需要对路感进行模拟设计。文章通过分析路感的影响因素,对路感进行了设计;基于LabVIEW PXI平台搭建了线控转向系统路感模拟硬件在环仿真平台,选取双纽线试... 线控转向(steer-by-wire,SBW)系统由于取消了转向盘与转向轮之间的部分机械连接,需要对路感进行模拟设计。文章通过分析路感的影响因素,对路感进行了设计;基于LabVIEW PXI平台搭建了线控转向系统路感模拟硬件在环仿真平台,选取双纽线试验和中心区特性试验进行了硬件在环仿真试验。试验结果表明,该文提出的路感模拟方法能够给驾驶员提供良好的路感,满足汽车低速行驶时转向轻便和高速行驶时路感清晰的要求,搭建的硬件在环仿真平台可以方便地用于线控转向系统的研发。 展开更多

关键词 线控转向(sbw) 路感 硬件在环 仿真平台

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基于小波分解与重构的颠簸路面工况线控转向系统路感模拟方法

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作者 江浩斌 林先鹏 +2 位作者 李臣旭 沈同辉 唐斌 《汽车工程》 2025年第12期2397-2408,共12页

线控转向(steer-by-wire,SBW)系统由于取消了转向盘和转向器之间的机械连接,路面与轮胎之间的相互作用力矩、路面不平度等信息无法直接传递到转向盘,驾驶员在操控转向盘时就无法获得真实的“路感”,因此,路感模拟是线控转向系统的关键... 线控转向(steer-by-wire,SBW)系统由于取消了转向盘和转向器之间的机械连接,路面与轮胎之间的相互作用力矩、路面不平度等信息无法直接传递到转向盘,驾驶员在操控转向盘时就无法获得真实的“路感”,因此,路感模拟是线控转向系统的关键技术之一。目前关于线控转向系统在平坦路面工况的路感模拟方法已较为成熟,对于颠簸路面工况的路感模拟仍面临困难和挑战。本文首先基于线控转向执行机构模型设计了扩张状态观测器对转向齿条力进行估计,参照电动助力转向系统(EPS)的助力特性规律确定了随车速变化的SBW系统路感主力矩,对常规路况下SBW路感模拟需要估计的系统摩擦力矩、阻尼力矩、主动回正力矩与限位力矩进行分析;考虑到颠簸路面路感模拟的特殊性,须根据转向盘振动频率对驾驶员的影响规律来确定相应的补偿力矩,基于振动信号小波分解来掌握驾驶员对颠簸路面不同频率的接受程度,并通过对齿条力信号的筛选、衰减或放大来重构颠簸路面振动,从而对颠簸路面的路感模拟力矩进行合理的补偿计算。仿真和台架实验结果表明,基于小波分解与重构的颠簸路面路感模拟方法,既不影响驾驶员的转向操纵舒适性,又能使驾驶员清晰地感受到路面不平度,获得良好的路感。 展开更多

关键词 线控转向(sbw)系统 路感模拟 颠簸路面补偿力矩 小波分解与重构

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