线控转向系统模拟仿真与控制策略研究

"线控转向系统的模拟仿真研究" 线控转向系统（Steering-by-Wire System，简称SBW）是一种革新的汽车转向技术，它取消了传统的机械连接，如转向盘与车轮之间的机械传动机构，转而采用电子信号进行控制。这种系统由传感器、控制器和执行器三大部分组成，通过高精度的传感器捕捉驾驶员的转向意图，控制器处理这些信息并生成指令，最后由执行器来控制车轮的转向。线控转向系统在提高驾驶舒适性、操控性能和安全性方面具有显著优势。 本文的研究基于ADAMS/CAR软件，这是一种先进的多体动力学仿真工具，用于建立车辆动力学模型。通过该软件，作者张昕构建了包含线控转向系统的整车动力学模型，能够模拟车辆在各种工况下的动态行为。同时，结合MATLAB/Simulink，一个强大的控制系统设计平台，建立了路感电机（用于提供路感反馈）和转向执行电机的控制模型。这样的机电耦合仿真分析能够全面评估线控系统的性能，包括响应速度、精度以及对驾驶员输入的实时处理能力。 在模拟仿真过程中，进行了原地转向和高速蛇形转向特性试验。原地转向测试主要是考察低速时系统的轻便性和驾驶员操作的便利性，而高速蛇形转向则着重检验系统的操纵稳定性和安全性。通过这些试验，结果显示线控转向系统在低速时能提供轻松的驾驶体验，而在高速行驶时能保证良好的操控稳定性，这对于提升车辆的整体行驶品质至关重要。 线控转向系统的研究和开发是当前汽车工程领域的一个重要方向，因为它涉及到汽车的主动安全技术，如车道保持辅助、自动紧急转向等。此外，线控转向还有助于实现自动驾驶技术，因为其灵活的控制策略可以适应复杂的道路环境和驾驶条件。然而，由于去除了物理连接，线控转向系统的可靠性、冗余设计以及在故障情况下的应急处理机制也是必须解决的关键问题。 这篇首发论文通过深入的模拟仿真研究，展示了线控转向系统在提高驾驶性能和安全性方面的潜力，同时也揭示了这一技术面临的挑战，对于推动线控转向技术的发展和应用具有重要意义。