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电控液压助力转向系统的设计研究

作　者: 张君君
导　师: 王存堂
学　校: 江苏大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 电控液压助力转向 数学模型 仿真 ECU 试验
分类号: U463.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 315次
引　用: 3次
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内容摘要


现代工程车辆技术追求高效节能、高舒适性和高安全性等目标。前一项目标与环境保护密切相关,是当代全球性热门话题,后两项目标是车辆朝着高性能化方向发展必须研究和解决的重要课题。转向系统的高性能化是指其能够根据车辆的运行状况和驾驶员的要求实行多目标控制,以获得良好的转向轻便性、较好的路感和较快的响应性。汽车转向系统是影响汽车操纵稳定性、行驶安全性和驾驶舒适性的关键部分。在追求高效节能、高舒适性和高安全性的今天,电控液压助力转向系统作为一种新的汽车动力转向系统,以其节能、环保、更佳的操纵特性和转向路感,成为动力转向技术研究的焦点。本文通过对电液动力转向系统的组成结构进行了分析,解释了其工作原理。在分析了全液压转向系统的工作原理和液压转向器的结构后,建立了液压转向器的流体动力模型、数学模型。接着利用所建的数学模型对电控液压助力转向系统组成各元件进行特性分析,了解了影响系统性能的一些参数。并通过系统仿真,分析其性能是否满足实际工作中的要求。为了实现系统的转向性能,进行了系统的软硬件设计。最后根据电液动力转向系统结构原理图,搭建了相应的试验装置,同时通过检测系统,完成了性能的检测。本文的研究为电液动力转向系统的设计和性能改善提供了一定的依据。通过系统元件的参数对于系统性能的影响分析有助于我们设计系统时选择更合理的参数;通过仿真分析了所建系统模型的性能,加入了PID控制算法调节,仿真结果表明所建系统响应速度快,转向精度高;最后试验研究与仿真结果吻合,表明所设计的系统能够满足实际转向的要求。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章 绪论  10-17
  1.1 引言  10
  1.2 工程机械行走系统的发展历程  10-11
  1.3 转向系统的介绍  11-16
    1.3.1 机械式转向系统  12
    1.3.2 全液压转向系统  12-13
    1.3.3 电控液压转向系统  13-14
    1.3.4 电动助力转向系统  14-15
    1.3.5 线控电动转向系统  15-16
  1.4 本课题的研究意义  16
  1.5 本课题的研究内容  16-17
第二章 动力转向系统的介绍  17-30
  2.1 转向系统的组成部分及工作原理  17-18
  2.2 液压转向系统的组成部分及工作原理  18-25
    2.2.1 转向油泵  20-21
    2.2.2 全液压转向器  21-25
    2.2.3 转向动力缸  25
    2.2.4 组合阀块  25
  2.3 电控转向系统工作原理  25-29
    2.3.1 电子控制单元(ECU)  26
    2.3.2 电磁旋转助力器  26-28
    2.3.3 电动机  28
    2.3.4 扭矩传感器  28-29
  2.4 本章小结  29-30
第三章 电控液压助力转向系统的数学模型  30-43
  3.1 电液动力转向系统控制框图  30
  3.2 液压部分数学模型  30-39
    3.2.1 全液压转向器数学模型  31-35
    3.2.2 液压缸数学模型  35-36
    3.2.3 转向机构数学模型  36
    3.2.4 液压系统数学模型  36-39
  3.3 电控部分数学模型  39-41
    3.3.1 ECU数学模型  40
    3.3.2 步进电机数学模型  40-41
    3.3.3 电磁旋转助力器数学模型  41
  3.4 电控液压助力转向系统数学模型  41-42
  3.5 本章小结  42-43
第四章 电控助力转向系统的仿真分析  43-50
  4.1 转向系统参数计算  44-45
  4.2 仿真系统瞬态响应分析  45-47
  4.3 仿真系统PID调节  47-49
    4.3.1 仿真结果  47-49
  4.4 本章小结  49-50
第五章 电控液压助力转向系统软硬件设计  50-61
  5.1 主控芯片选型  50-51
  5.2 步进电机选择  51-52
  5.3 BZZ型转向器选择  52-53
  5.4 电控单元控制部分软件设计  53-58
    5.4.1 信号采集及处理  53-57
    5.4.2 显示模块  57-58
  5.5 系统软件设计  58-60
    5.5.1 系统初始化  58
    5.5.2 系统主程序设计  58-59
    5.5.3 数字滤波程序设计  59-60
  5.6 本章小结  60-61
第六章 电控液压助力转向系统的试验  61-65
  6.1 试验装置及试验内容  61-62
    6.1.1 试验装置  61-62
    6.1.2 试验内容  62
  6.2 试验步骤及试验结果分析  62-64
    6.2.1 试验步骤  62
    6.2.2 试验结果及分析  62-64
  6.3 本章小结  64-65
第七章 结束语  65-67
  7.1 研究工作总结  65-66
  7.2 课题展望  66-67
参考文献  67-69
致谢  69-70
攻读硕士学位期间成果与论文  70

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 汽车工程 > 汽车结构部件 > 转向系统
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