线控转向系统力反馈模型与控制策略研究

"本文主要探讨线控转向系统中的力反馈技术，旨在研究如何通过电机向驾驶员提供实时的路感反馈，使驾驶员能够感知车辆行驶状态和路面情况。文章由于蕾艳、林逸和施国标共同撰写，分别来自中国石油大学机电工程学院和北京理工大学机械与车辆工程学院。" 线控转向系统是现代汽车技术中的一个重要组成部分，它取消了传统的转向盘与转向轮之间的机械连接。由于这一改变，系统必须依赖电子设备来模拟路感，以便驾驶员能了解车辆的行驶状态。研究中，作者建立了一个包含驾驶员在内的转向盘力反馈模型。模型的核心在于上层和下层的控制策略。 上层控制策略主要关注转向盘的回正力矩，将其建模为扭杆弹簧产生的回复力矩，与转向盘转角呈线性关系。这一设计旨在模拟真实的道路反馈，使驾驶员感受到车辆在不同路况下的反应。 下层控制策略则涉及电机电流的控制，采用了比例积分（PI）控制策略。通过调整电机电流，可以精确地传递所需的力反馈，确保驾驶员能准确感知车辆动态。 研究还探讨了不同驾驶员模型参数、PI控制器的比例和积分系数对转向盘转角跟踪性能以及路感电机电流跟踪性能的影响。采用遗传算法优化这些参数，结果显示，优化后的参数设置可以实现驾驶员对转向盘转角的良好跟踪，同时路感电机电流也能有效地跟踪目标值，从而提供优质的力反馈效果。 关键词涉及到线控转向系统的力反馈、PI控制，这表明研究的重点在于如何通过控制策略优化力反馈的质量。文中提及，尽管国外研究多侧重于利用估计法获取轮胎回正力矩，但对驾驶员模型和下层控制策略的深入研究较少。本文的贡献在于填补了这一领域的空白，通过综合考虑驾驶员模型和控制策略，为力反馈系统的性能提升提供了新的思路。 这项研究对于提升线控转向系统的驾驶体验和安全性具有重要意义，特别是在车辆动态控制和驾驶员感知方面。通过对模型参数的优化，可以实现更精确的力反馈，增强驾驶者对车辆状态的感知，进而提高驾驶的安全性和舒适性。