【正文】 J J r Jk K K G B GkA r M J M r MGk k B kr J J J JRL????????????????????????? 0 0 01000 0 01000 0 01000 0 000smeJMyJRKL???????????????????????????????????????? 農(nóng)業(yè)工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 17 0 0 0 0 01 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 1 0sSpKkrC???????????? [0]D ? 167。amp。 amp。 amp。 amp。 使用 MATLAB 對(duì)汽車(chē)操縱穩(wěn)定性仿真分析 167。同時(shí)輪胎和路面間的摩擦系數(shù)增大，原地轉(zhuǎn)向阻 力矩也將增大。這樣行車(chē)轉(zhuǎn)向中所受轉(zhuǎn)向阻力距就大致和原地轉(zhuǎn)向時(shí)相仿。原地轉(zhuǎn)向：指靜止不動(dòng)的汽車(chē)進(jìn)行轉(zhuǎn)向時(shí)，首先是輪胎發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形，繼之以輪胎和路面之間發(fā)生滑移，稱這一情況所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向阻力矩為原地轉(zhuǎn)向阻力矩?！稗D(zhuǎn)向系復(fù)原力矩”主要由轉(zhuǎn)向系內(nèi)回位彈簧、內(nèi)橡膠襯套等彈性變形引起的回復(fù)力產(chǎn)生的。 （ 2） EPS 的阻力矩 按產(chǎn)生的來(lái)源不同， EPS 的阻力矩大體上可分為“繞主銷(xiāo)的主力矩”和“轉(zhuǎn)向系的阻力矩”兩大部分。 駕駛員在轉(zhuǎn)向時(shí)作用在方向盤(pán)上的操縱力，同時(shí)在 EPS 系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)助力下，通過(guò)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)克服轉(zhuǎn)向阻力矩，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車(chē)的轉(zhuǎn)向。 曲線型助力特性 圖 31c 為典型曲線型助力特性曲線，它的特點(diǎn)是在助力變化區(qū)，助力與方向盤(pán)輸入扭矩成非線性關(guān)系，該助力特性曲線用以下函數(shù)表示。 167。這里將農(nóng)業(yè)工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 9 圖中助力曲線分為三個(gè)區(qū)， 0≤Td≤Td0 區(qū)為無(wú)助力區(qū)， Td0≤Td≤Tdmax 區(qū)為助力變化區(qū)。 （ 8） 助力矩不能大于同工礦下無(wú)助力時(shí)的轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)，即助力矩應(yīng)小于轉(zhuǎn)向阻力局，否則將出現(xiàn)“打手”現(xiàn)象。 （ 4） 隨著車(chē)速的增升高，轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)力矩很小時(shí)不助力的區(qū)域應(yīng)增大。 轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)力矩與助力矩之間的關(guān)系 配備電動(dòng)助力裝置的汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，應(yīng)盡量不悖于駕駛員原有的駕駛習(xí)慣，這樣駕駛員才能在轉(zhuǎn)向時(shí)得心應(yīng)手。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)獨(dú)立于汽車(chē)發(fā)電機(jī)而蓄電池提供動(dòng)力，不受發(fā)動(dòng)機(jī)工作的影響。 本章小結(jié) 本章主要介紹了電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、工作原理和類型。若需要力矩，則依照既定的助力控制策略來(lái)計(jì)算電動(dòng)機(jī)助力轉(zhuǎn)矩的大小并輸出相應(yīng)的信號(hào)給驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路提供相應(yīng)的 電壓或電流給電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)輸出相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩由蝸輪蝸桿傳動(dòng)裝置放大再施加給轉(zhuǎn)向軸起助力作用，從而完成實(shí)時(shí)控制助力轉(zhuǎn)向；若出現(xiàn)故障或超出設(shè)定值則停止給電動(dòng)機(jī)供電，系統(tǒng)不提供助力，同時(shí)，離合器切斷，以避免轉(zhuǎn)向系統(tǒng)受電動(dòng)機(jī)慣性力矩的影響。 由圖 22 可見(jiàn)，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是在傳統(tǒng)機(jī)械轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)基礎(chǔ)上增加信號(hào) 傳感裝置、控制單元和轉(zhuǎn)向助力機(jī)構(gòu)。常采用渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)， 也有采用行星齒輪機(jī)構(gòu)。電動(dòng)機(jī)對(duì) EPS 的性能有很大的影響，是 EPS 的關(guān)鍵部件之一，所以 EPS 對(duì)電動(dòng)機(jī)很重要。 控制單元是 EPS 系統(tǒng)的核心部分，也是 EPS 系統(tǒng)研究的重點(diǎn)。 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)機(jī)械部分工作條件 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 的基本組成包括扭距傳感器、車(chē)速傳感器、控制單元 （ ECU） 、電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)構(gòu)和離合器等，如圖 25 所示。在選擇 MOSFET 電壓級(jí)別時(shí)，必須針對(duì)二極管恢復(fù)過(guò)程中所出現(xiàn)的感應(yīng)瞬變現(xiàn)象提供足夠的安全邊際 (Ls x dl/dt， Ls 代 表雜散電感， dl/dt代表開(kāi)關(guān)時(shí)的電流斜率 )。 受影響的 MOSFET 將關(guān)閉，診斷結(jié)果提交給微控器。圖 2 說(shuō)明，英飛凌驅(qū)動(dòng) IC 即使在 8V電池電壓條件下，其低高側(cè) MOSFET 的柵源電壓也可達(dá)到 11V。如果高側(cè) MOSFET 處于開(kāi)通狀態(tài)，源極電位就接近電池電平。該功率級(jí)具有兩個(gè)功能：驅(qū)動(dòng) IC 控制和保護(hù) MOSFET，MOSFET 本身又可負(fù)責(zé)開(kāi)關(guān)電流。英飛凌公司的 XC886 集成了所有重要的微控器組件，其它安全特性可通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)，如果必須執(zhí)行 IEC61508 等行業(yè)安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，就不得不完成各種診斷和自檢任務(wù)，因而會(huì)增加微控器的工作負(fù)荷。將電機(jī)控制系統(tǒng)集成在 PCB 上，通常包含一個(gè)繼電器，該繼電器可作 為主開(kāi)關(guān)使用，在檢測(cè)出故障的情況下，斷開(kāi)電機(jī)與電控單元。電機(jī)驅(qū)動(dòng)還需要其它信息，例如電機(jī)轉(zhuǎn)子位置 (電機(jī)傳感器提供 )和相電流 (電流傳感器提供 )。 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) （ EPS） 作為傳統(tǒng)液壓系統(tǒng)的替代產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)入汽車(chē)制造領(lǐng)域。它所受的力既有拉力，也有壓力，因此直拉桿都是采用優(yōu)質(zhì)特種鋼材制造的，以保證工作可靠。 軟件技術(shù)主要包括控制策略和故障診斷與保護(hù)程序兩個(gè)部分。 硬件技術(shù)主要涉及 傳感器 、 電機(jī) 和 ECU。 該系統(tǒng)工作時(shí)，轉(zhuǎn)向傳感器檢測(cè)到轉(zhuǎn)向軸上轉(zhuǎn)動(dòng)力矩和轉(zhuǎn)向盤(pán)位置兩個(gè)信號(hào)，與車(chē)速傳感器測(cè)得的車(chē)速 信號(hào)一起不斷地輸入微電腦控制單元，該控制單元通過(guò)數(shù)據(jù)分析以決定轉(zhuǎn)向方向和所需的最佳助力值，然后發(fā)出相應(yīng)的指令給控制器，從而驅(qū)動(dòng)電機(jī)，通過(guò)助力裝置實(shí)現(xiàn)汽車(chē)的轉(zhuǎn)向。該技術(shù)發(fā)展最快、應(yīng)用較成熟的當(dāng)屬 TRW 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和 Delphi Sagiaw （薩吉諾）轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，而 Delphi Sagiaw （薩吉諾）轉(zhuǎn)向系統(tǒng)又代 表著轉(zhuǎn)向系統(tǒng)發(fā)展的前沿。該系統(tǒng)由電動(dòng)助力機(jī)直接 提供轉(zhuǎn)向助力，省去了液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)所必需的動(dòng)力轉(zhuǎn)向油泵、軟管、液壓油、傳送帶和裝于發(fā)動(dòng)機(jī)上的皮帶輪，既節(jié)省能量，又保護(hù)了環(huán)境。 轉(zhuǎn)向路感 .................................................................................................................... 19 167。 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)受力分析 ................................................................................................... 10 第四章 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對(duì)汽車(chē)操縱穩(wěn)定性仿真 .................................................................................. 13 167。 EPS 典型助力曲線 ..................................................................................................... 8 167。 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)機(jī)械部分的結(jié)構(gòu) ......................................................................................... 2 167。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是在機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，加裝了電機(jī)及減速機(jī)構(gòu)、 轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)角傳感器、 車(chē)速傳感器 和 ECU 電控單元 而成。 其 轉(zhuǎn)向助力大小可以通過(guò) 軟件 調(diào)整，能夠兼顧低速時(shí)的轉(zhuǎn)向輕便性和高速時(shí)的操縱穩(wěn)定性，回正性能好。 五、主要參考文獻(xiàn) [1] 電力工程基礎(chǔ) [2] 工廠供電 ， 電力系統(tǒng)分析 [3] 相關(guān)設(shè)計(jì)仿真 軟件手冊(cè)，如 （ MATLAB）等。 3． 總體方案 圖 ，仿真軟件模擬波形圖 ， 計(jì)算相關(guān)參數(shù)。 （ 4）學(xué)生應(yīng)抱著嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的態(tài)度積極投入到課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，認(rèn)真查閱相應(yīng)文獻(xiàn)以及實(shí)現(xiàn)，給出個(gè)人分析、設(shè)計(jì)以及實(shí)現(xiàn)。 河南科技大學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) 農(nóng)業(yè)工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) I 專業(yè) 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 設(shè)計(jì)題目： 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的研究設(shè)計(jì) 一、 設(shè)計(jì)目的 熟悉 專業(yè)課程 設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)程、規(guī)定，了解電力系統(tǒng)，電網(wǎng)設(shè)計(jì) 數(shù)學(xué)模型 的基本 建立 方法和 相關(guān)算法的計(jì)算機(jī)模擬 ，熟悉相關(guān)電力計(jì)算的內(nèi)容，鞏固已學(xué)習(xí)的 相關(guān)專業(yè) 課程內(nèi)容，學(xué)習(xí)撰寫(xiě)工程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)， 對(duì)電力系統(tǒng)相關(guān)狀態(tài)進(jìn)行模擬，對(duì) 電網(wǎng)設(shè)計(jì) 相關(guān)參數(shù)計(jì)算機(jī)計(jì)算 設(shè)計(jì)有初步的認(rèn)識(shí)。 （ 3）學(xué)習(xí)按要求編寫(xiě)課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)，能正確闡述設(shè)計(jì)方法和計(jì)算結(jié)果。 2．設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，包括全部設(shè)計(jì)內(nèi)容， 對(duì)電力系統(tǒng)相關(guān)狀態(tài)進(jìn)行模擬。 （ 2 天）、撰寫(xiě)設(shè)計(jì)報(bào)告（ 2 天）和答辯（ 1 天）。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 只在轉(zhuǎn)向時(shí)電機(jī)才提供助力 ,可以顯著降低燃油消 耗 ,與液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對(duì)比試驗(yàn)表明：在不轉(zhuǎn)向時(shí)，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向可以降低燃油消耗 %；在轉(zhuǎn)向時(shí)，可以降低 %。由于電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)具有上述多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，因此近年來(lái)獲得了越來(lái)越廣泛