一种汽车线控转向系统建模及联合仿真方法、介质及设备技术方案

本发明专利技术公开了一种汽车线控转向系统建模及联合仿真方法、介质及设备，所述方法包括以下步骤：(1)在Adams/car中建立线控转向系统动力学模型；(2)设置相对simulink的输入输出变量；(3)在simulink中建立控制框图，添加控制策略，运行联合仿真。本发明专利技术采用Adams和simulink联合仿真的方式，为驱动转角和回正力矩添加控制接口并添加控制策略，可以实现转向系统的变传动比控制策略和回正力矩控制策略的扩展、迭代和优化，为线控转向系统的开发提供仿真支持。持。持。

【技术实现步骤摘要】
一种汽车线控转向系统建模及联合仿真方法、介质及设备


[0001]本专利技术涉及汽车线控转向系统，特别是一种汽车线控转向系统建模及联合仿真方法、介质及设备。

技术介绍

[0002]传统汽车转向系统在转向盘与转向轮之间都是采用机械连接，而汽车线控转向系统取消了转向盘与转向轮之间的机械连接，极大增加了汽车转向特性的设计空间。
[0003]对汽车线控转向系统的研发需要进行大量的试验，最好的方法是通过实车道路试验以获得最佳的转向特性和路感。但是实车道路试验存在固有缺点：1、耗资大、开发周期长，并且存在一定的风险，需要专门的试验人员；2、需要进行不同工况和环境下的测试，对场地的要求比较苛刻。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：本专利技术的目的是提供一种能够为线控转向系统的开发提供仿真支持的汽车线控转向系统建模及联合仿真方法、介质及设备。
[0005]技术方案：本专利技术所述的一种汽车线控转向系统建模及联合仿真方法，包括以下步骤：
[0006](1)在Adams/car中建立线控转向系统动力学模型；
[0007](2)设置相对simulink的输入输出变量；
[0008](3)在simulink中建立控制框图，添加控制策略，运行联合仿真。
[0009]所述步骤(1)具体为：
[0010](1.1)删除转向中间轴；
[0011](1.2)建立转向电机，用转动副将转向电机和转向器壳体相连；
[0012](1.3)建立齿轮副，输入运动副为转向电机和转向器壳体之间的旋转副，输出运动副为转向输入轴和转向器壳体之间的旋转副。在输入运动副上添加转动副位移驱动，驱动电机转动；
[0013](1.4)在转向管柱位置建立回正力矩电机，用转动副和车身相连；将转向管柱和车身的圆柱副改为旋转幅；
[0014](1.5)建立齿轮副，输入运动副为回正力矩电机和车身之间的旋转副，输出运动副为转向管柱和车身之间的旋转副；在输入运动副上添加点力矩驱动，施加回正力矩；
[0015](1.6)新建状态变量，将转向电机的转角和回正力矩电机的力矩设为可以控制的状态变量，定义转向电机驱动转角、回正力矩电机力矩返回状态变量的值；
[0016](1.7)保存模板，将转向系统子系统引用的模板改为建立好的线控转向模板。
[0017]所述步骤(2)具体为：在adams/car的标准仿真界面，打开control模块，设置相对simulink的输入输出变量；其中Adams输入给simulink的变量包括方向盘转角、汽车横摆角速度、车身侧偏角；simulink输出给Adams的变量包括转向电机的转角和回正力矩电机的力
矩。
[0018]所述步骤(3)具体为：
[0019](3.1)打开matlab，运行步骤(2)生成的.m文件；
[0020](3.2)在命令行窗口输入adams_sys，可以打开simulink模型界面，在此基础上进行控制策略的搭建。
[0021]步骤(3.2)所述的控制策略具体为：采用PID控制，控制驱动电机的转角，使得整车质心侧偏角最小。
[0022]一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现上述的汽车线控转向系统建模及联合仿真方法。
[0023]一种计算机设备，包括储存器、处理器及存储在存储器上并可再处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的汽车线控转向系统建模及联合仿真方法。
[0024]有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：采用Adams和simulink联合仿真的方式，为驱动转角和回正力矩添加控制接口并添加控制策略，可以实现转向系统的变传动比控制策略和回正力矩控制策略的扩展、迭代和优化，为线控转向系统的开发提供仿真支持。
附图说明
[0025]图1为本方法的步骤流程图；
[0026]图2为线控转向系统模型；
[0027]图3为联合仿真输入输出变量设置；
[0028]图4为联合仿真控制策略模型；
[0029]图5为输入方向盘转角对比；
[0030]图6为驱动电机转角对比；
[0031]图7为质心侧偏角对比。
具体实施方式
[0032]下面结合附图对本专利技术的技术方案作进一步说明。
[0033]实施例1：
[0034]如图1所示，一种汽车线控转向系统建模及联合仿真方法，包括以下步骤：
[0035](1)在Adams/car中建立线控转向系统动力学模型；步骤(1)具体为：
[0036](1.1)删除转向中间轴；
[0037](1.2)建立转向电机，用转动副将转向电机和转向器壳体相连；
[0038](1.3)建立齿轮副，输入运动副为转向电机和转向器壳体之间的旋转副，输出运动副为转向输入轴和转向器壳体之间的旋转副。在输入运动副上添加转动副位移驱动，驱动电机转动；
[0039](1.4)在转向管柱位置建立回正力矩电机，用转动副和车身相连；将转向管柱和车身的圆柱副改为旋转幅；
[0040](1.5)建立齿轮副，输入运动副为回正力矩电机和车身之间的旋转副，输出运动副
为转向管柱和车身之间的旋转副；在输入运动副上添加点力矩驱动，施加回正力矩；
[0041](1.6)新建状态变量，将转向电机的转角和回正力矩电机的力矩设为可以控制的状态变量，定义转向电机驱动转角、回正力矩电机力矩返回状态变量的值；
[0042](1.7)保存模板，将转向系统子系统引用的模板改为建立好的线控转向模板，建立好的线控转向系统模型见附图2。
[0043](2)设置相对simulink的输入输出变量；步骤(2)具体为：
[0044]在adams/car的标准仿真界面，打开control模块，设置相对simulink的输入输出变量；其中Adams输入给simulink的变量包括方向盘转角、汽车横摆角速度、车身侧偏角；simulink输出给Adams的变量包括转向电机的转角和回正力矩电机的力矩，输入输出设置界面见附图3，设置完成以后apply生成matlab脚本文件(.m)文件。
[0045](3)在simulink中建立控制框图，添加控制策略，运行联合仿真。
[0046](3.1)打开matlab，运行步骤(2)生成的.m文件；
[0047](3.2)在命令行窗口输入adams_sys，可以打开simulink模型界面，此模型包含了adams/car的输入输出，在此基础上进行控制策略的搭建，附图4是一种变传动比控制策略，思路是控制转向时驱动电机的转角，从而控制车轮转角使整车参数得到控制，使在相同方向盘转角下得到不同的车轮转角，即变传动比。图中采用PID控制，控制目标是减小车辆质心侧偏角。
[0048]本实施例的技术效果见附图5，其中，黑色实线是原机械转向系统仿真结果，黑色点本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种汽车线控转向系统建模及联合仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)在Adams/car中建立线控转向系统动力学模型；(2)设置相对simulink的输入输出变量；(3)在simulink中建立控制框图，添加控制策略，运行联合仿真。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)具体为：(1.1)删除转向中间轴；(1.2)建立转向电机，用转动副将转向电机和转向器壳体相连；(1.3)建立齿轮副，输入运动副为转向电机和转向器壳体之间的旋转副，输出运动副为转向输入轴和转向器壳体之间的旋转副。在输入运动副上添加转动副位移驱动，驱动电机转动；(1.4)在转向管柱位置建立回正力矩电机，用转动副和车身相连；将转向管柱和车身的圆柱副改为旋转幅；(1.5)建立齿轮副，输入运动副为回正力矩电机和车身之间的旋转副，输出运动副为转向管柱和车身之间的旋转副；在输入运动副上添加点力矩驱动，施加回正力矩；(1.6)新建状态变量，将转向电机的转角和回正力矩电机的力矩设为可以控制的状态变量，定义转向电机驱动转角、回正力矩电机力矩返回状态变量的值；(1.7)保存模板，将转向系统子系统引用的模板改为建立好的线控转向模板。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙亚龙，
申请(专利权)人：的卢技术有限公司，
类型：发明
国别省市：