不同激励条件下汽车助力转向的特性研究开题报告

1. 研究目的与意义

对于转向角转角输入的激励为阶跃信号和脉冲信号而言，汽车助力转向机构的作用效果各不相同，特别是对汽车转向过程中的瞬态响应具有较为明显的影响。

分别对不同激励条件下汽车的转弯特性进行仿真，通过不同的响应指标对其进行评估分析，从而得出不同输入信号作用下不同的汽车转弯特性，可以在一定程度上评价助力转向系统的控制方法的操纵稳定性的优劣。

2. 国内外研究现状分析

由于汽车转向性能研究的复杂性和危险性，往往要进行计算机仿真，随着计算机软硬件的飞速发展，虚拟现实技术，虚拟试验技术，虚拟仿真技术，虚拟试验场和虚拟原型实验仿真技术等许多新的概念出现了，这为车辆计算机仿真技术描绘了美好的前景。

虚拟试验技术是一种先进的以高性能计算机系统为支撑平台的计算机仿真技术，是近年来随着计算机图形学、多媒体技术、人工智能、人机接口技术、并行技术、传感器技术等一系列技术的迅速发展而发展起来的，目前国外先进设计者只要给其新车型、新部件的设计方案和参数，就可以通过汽车动态仿真器进行仿真试验，从而准确预测和评价新型汽车的动力学特性。

国内吉林工业大学，中国农业大学等高校也建成了汽车动态模拟国家重点实验室，国内许多研究人员提出了操纵稳定性虚拟试验技术研究课题，开发了汽车操纵稳定性的软件试验平台，进行了虚拟仿真试验，试验的良好结果表明了虚拟试验技术的可行性。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：1．汽车助力转向机构的类型，工作原理，各自的特点及影响因素；2. 汽车理论中汽车转向的稳态响应以及自动控制理论中汽车转向的稳态响应和瞬态响应；3. 电动助力转向系统（eps）常用的控制方法及pid控制算法的传递函数，电动助力转向三种基本控制方式（助力控制、回正控制、阻尼控制）；4. 用matlab 6.5对阶跃信号激励下的汽车转向特性进行仿真，得到一定侧向加速度下汽车横摆角速度的响应时间和波动的无阻尼圆频率；5. 用matlab 6.5对脉冲信号激励下的汽车转向特性进行仿真，得到受到外来干扰因素时汽车的谐振频率f，谐振峰水平d和相位滞后角a；6. 对仿真得到的响应指标数据进行分析总结，评估汽车的转向灵敏度，整车随动性和抗干扰能力。

研究计划：第1周-第 7周阅读相关资料，了解研究课题的相关知识。

学习matlab的使用，复习汽车理论，自动控制理论的相关知识，阅读参考相关文献；第8周-第11周 结合所掌握的知识和数据，在matlab6．5／gui平台中编写相关程序，设计仿真界面，并对研究内容进行仿真，搜集数据并归纳整理分析；第12周-第14周 根据所得数据及资料撰写论文；第15周-第16周 交审毕业论文，答辩。

4. 研究创新点

在Matlab平台上自行设计的仿真界面可以实现下述功能：1、可以设定如车速、汽车参数与转向系统参数；2、可以选择不同的控制参数；3、可显示不同参数下的转向响应并对其进行分析整理。