● 摘要
主动转向技术是汽车研发师们在汽车转向领域的一项重大突破。特别是机械式主动转向技术，它消除了传统转向机构固定传动比的弊端，兼有低速转向轻便和高速转向稳定的良好性能，已逐渐应用到高档车当中。本文主要以dSPACE为试验平台，以双行星齿轮机构为主要执行机构，进行主动转向试验研究。论文分析了主动转向系统的机械结构、基本工作原理，为主动转向试验台选择了经济实用的方向盘转角传感器和总转角传感器。特别是分析了主动转向系统的工作环境及工作性能需求，选择了一款直流无刷伺服电机作为整个系统的执行电机。提出了执行电机的参数需求和响应要求，并利用Simulink搭建了直流无刷伺服电机的数学模型，进行电机三闭环控制仿真研究，确定其参数基本满足性能需求。以dSPACE为试验平台，与主动转向试验台进行信号的交互通讯，搭建成了主动转向试验台。针对主动转向试验台可以实现的变传动比和稳定性转向试验的功能，利用Matlab/Simulink建立了驾驶员模型、线性二自由度汽车模型、非线性七自由度汽车模型、双行星齿轮机构模型等，并对模型进行试验验证，确定其有效性。基于以上模型，根据主动转向试验的控制策略进行建模仿真，试验结果比较理想。基于dSPACE快速原型平台进行了硬件在环仿真试验，利用ControlDesk实时控制软件设计了变传动比控制试验和稳定性控制试验操纵界面，采用了经典的PID控制器进行试验，取得了良好的控制效果。