
标题:MATLAB Simulink 搭建电动助力转向模型及控制系统分析
摘要:本文基于 MATLAB Simulink,详细讲解了电动助力转向系统的建模和控制过程。通过分析
PID 控制算法、传递函数回正控制等控制策略,在 Simulink 环境中搭建了包括齿轮齿条转向器模型
、方向盘模型、力矩传感器模型和助力电机模型等部件的完整电动助力转向模型,并对其仿真结果进
行了验证。本文旨在为读者提供关于电动助力转向系统建模与控制的详细指导。
1. 引言
电动助力转向系统广泛应用于众多汽车型号中,通过引入电动助力机构,实现对转向力矩的精确控制
与调节。在实际应用中,优化电动助力转向系统的控制策略对于提升车辆操控性能至关重要。本文将
介绍使用 MATLAB Simulink 搭建电动助力转向模型的方法,并基于该模型分析不同的控制策略。
2. MATLAB Simulink 搭建电动助力转向模型
2.1. 齿轮齿条转向器模型
齿轮齿条转向器是电动助力转向系统的关键组件之一,其模型包括转向齿轮、齿条、主轴等。本文将
介绍如何在 Simulink 中建立齿轮齿条转向器模型,并给出模型搭建过程和相关公式。
2.2. 方向盘模型
方向盘是驾驶员与车辆之间的直接连接,通过方向盘输入的转向信号将影响到电动助力转向系统的输
出。本文将介绍如何在 Simulink 中建立方向盘模型,并讨论方向盘与转向控制之间的关系。
2.3. 力矩传感器模型
力矩传感器是电动助力转向系统用于感知驾驶员对转向的力矩输入的重要传感器。本文将介绍如何在
Simulink 中建立力矩传感器模型,并给出模型搭建所需的参数及公式。
2.4. 助力电机模型
助力电机是电动助力转向系统的核心部件之一,通过控制助力电机的输出扭矩,实现对转向力矩的辅
助调节。本文将介绍如何在 Simulink 中建立助力电机模型,并给出模型搭建过程和相关控制算法。
3. 电动助力转向系统控制系统分析
3.1. PID 控制算法
PID 控制算法是电动助力转向系统常用的控制策略之一,其通过比较期望输出值和实际输出值来调节
控制参数,实现对转向系统的精确控制。本文将详细介绍 PID 控制算法的原理和参数调节方法,并给
出实际应用中的示例。
3.2. 传递函数回正控制
传递函数回正控制是一种常用的控制策略,通过设计合适的传递函数,将系统的输出误差回正至零。
本文将介绍如何在 Simulink 中建立传递函数回正控制模型,并通过仿真结果评估其控制效果。