线决定电动机目标电流，然后对电机实际输出的电流进行闭环控制，实现对目标电流的跟踪。系统控制方法的选择转向过程中，汽车车速和方向盘转矩变化范围很大，不同的转向状态，需要不同的控制模式和控制方法。同时控制算法应该快速准确，满足实时控制的要求，能够有效的实现理想的助力特性和控制规律。对于系统的实现有三种控制方法电机电枢电压控制法该控制方法为开环控制，其特点是控制系统设计简单，容易实现，但是控制精度不高，电机助力仅随提供的电枢电压而改变，控制系统无法实现负载变化对电机转矩的影响。电机电枢电流控制法该控制方法可省略方向盘转速传感器，采用电机电流闭环控制，其突出的优点是控制精度高，抗干扰性强。转向盘转矩直接控制法上述两种方法是通过对电机的控制来实现对转向盘转矩的控制，控制量是电机电压和电机电流，是种间接的控制方法。转向盘转矩控制法就是直接以转向盘转矩为控制量进行控制。二系统各种控制模式下的电机目标电流的确定方法转向助力控制助力控制是在转向过程不包括回正中为了减轻方向盘的操纵力，通过蜗轮蜗杆减速机构把电动机转矩作用在转向轴上的种基本控制模式。补偿控制为了降低助力增益的增加对系统动态特性的影响，需要引入微分控制，使得当助力增益增加时，相对阻尼系数不降低较多，保证系统具有较好的动态特性。可根据转向作用力的变化率，沿力矩变化的方向产生补偿。回正控制回正控制是改善转向回正特性，更好地符合汽车动态特性的种控制模式。汽车在转向回正时，转向轮主销后倾角和主销内倾角使得转向轮具有自动回正的作用。电动机中位控制当方向盘转向回正到中间位置附近时，方面由于电动机的惯性使得操纵系统的惯性比机械式转向操纵系统的惯性大，转向回正时不容易收敛另方面，车辆高速行驶时，由于路面的偶然因素的干扰引起的侧向加速度较大，传到方向盘的力矩比低速行驶时要大，为了抑制这种横摆振动，必须在中位进行控制，以提高汽车运行时的高速直线行驶稳定性和快速转向收敛性。三电动机电流的闭环控制算法在目标电流决定以后，为了使电动机的实际工作电流能迅速跟踪目标电流，就必须设计个目标电流跟踪器。控制器是成熟的控制策略之，算法简单，且易于通过编程实现，大量的工程实践证明了其可靠性。数字控制算法比例积分微分控制由于其原理简单技术成熟鲁棒性好，在工业控制中得到了广泛的应用。它最大的优点是不需要了解被控对象的数学模型，只要根据经验进行调解器参数在线整定，即可取得满意的结果。三个环节的不同作用简述如下比例环节比例控制能迅速反映误差，从而减小误差，但比例控制不能消除稳态误差。若要求系统的控制精度高，响应速度快，则选择比例增益大些为好，但会导致超调量增大和过渡过程时间延长，比例增益过大还可能造成系统不稳定。积分环节积分环节可以消除隐态误差。只要系统存在误差，随着时间的增加，积分控制作用就不断累积，所产生的输出控制量以消除误差，因而，只要有足够的时间，积分控制作用就可以完全消除稳态误差。但积分作用太强会使系统超调量增大，甚至系统出现震荡。微分环节微分控制可以减小超调量，克服震荡，使系统稳定性提高，同到加快系统的动态响应速度，减小调整时问，从而改善系统的动态性能。微分作用不足之处是放大了噪声，而且过大的微分常数是造成系统不稳定的重要因素。根据系统品质要求，选择合适的比例常数和，并把他们综合起来，产生个综台的控制作用，就构成了控制算法。控制器最先出现在模拟控制系统中，传统的模拟控制器是通过硬件电子元件气动和液压元件来实现它的功能。随着计算机的出现，把它移植到计算机控制系统中来，将原来的硬件实现的功能用软件来代替，因此称作数字控制器，所形成的整套算法则称为数字算法。由于单片机控制是种采样控制，在实现控制时，将描述连续系统的微分方程化为离散系统的差分方程。只能根据采样时刻的偏差值计算控制量。以采样时刻点代替连续时间，以和式代替积分，以增量代替微分，则可得到数字控制器。电动机电流增量式数字控制算法如下式中，为采样序号为第次采样时刻的电动机电枢电压增量为第次采样时刻电动机实际电流与目标电流的偏差值。调节器参数的确定方法为为离散系统的差分方程。只能根据采样时刻的偏差值计算控制量。以采样时刻点代替连续时间，以和式代替积分，以增量代替微分，则可得到数字控制器。电动机电流增量式数字控制算法如下式中，为采样序号，„为第次采样时刻的电动机电枢电压增量为第次采样时刻电动机实际电流与目标电流的偏差值。调节器参数的确定方法为了使控制系统稳态性能好，过渡过程快，参数的选择起着至关重要的作用。在对电动机的控制中，首先要求系统是稳定的，在给定值变化时，被控量应能迅速平稳的跟踪，超调量要小。在各种干扰下，被控量应能保持在给定值附近。另外控制变量不宜过大，以避免系统过载。但实际上上述要求要都满足是很困难的，因此必须根据具体的实际情况，抓主要的方面，兼顾其他方面。参数的选择有两种可用方法理论设计方法和试验确定方法。理论设计法确定控制参数的前提，是要有被控对象准确的数学模型，这在电动机控制中往往很难做到,因此参数用试凑法整定，通过系统的响应曲线，反复凑试参数。控制系统仿真令，其中，，其中，，其中，,最后，令程序见附录。最后结果为结果如图所示图前轮转向角对转向盘转角的阶跃曲线第四章系统对转向盘角阶跃输入下时域响应的仿真分析汽车稳态响应的评价指标汽车的等速圆周行驶，即汽车转向盘阶跃输入下进入的稳态响应，虽然在实际行驶中不常出现，却时表征汽车操纵稳定性的个重要的时域响应，般也称它为汽车的稳态转向特性。常用输出与输入的比值，如稳态的横摆角速度与前轮转角之比来评价稳态响应。这个比值称为稳态横摆角速度增益，也称转向灵敏度，以符号表示。汽车的稳态转向特性分为三种类型不足转向中性转向和过多转向。图即为汽车的三种稳态转向特性。中性转向时，，即横摆角速度增益与车速成线性关系，斜率为。不足转向时，横摆角速度增益比中性转向时要小。不再与车速成线性关系，时条低于中性转向的汽车稳态横摆增益线，后来又变为向下弯曲的曲线。过多转向时，横摆角速度增益比中性转向时大。随着车速的增加，曲线向上弯曲。过多转向汽车达到临界车速时将失去稳定性。因为等于无穷大时，只要极其微小的前轮转角便会产生极大的横摆角速度。这意味着汽车的转向半径极小，汽车发生激转而侧滑或翻车。由于过多转向汽车有失去稳定性的危险，故汽车都应具有适度的不足转向特性。装备系统汽车稳态响应仿真分析论文采用了自行开发的仿真软件对装备系统汽车稳态响应进行了仿真分析。取组典型的汽车整车底盘参数见附录。对于比例和控制，得到比例系数对稳态响应有影响，在仿真中分别令。以车速为横坐标，稳态横摆角速度增益为纵坐标，画出不同值下的曲线如图所示。程序见附录。角不变中性转向过多转向图汽车的三种稳态转向特性图装备系统汽车的稳态横摆角速度速度增益曲线显然，用于仿真的汽车本身具有不足转向的特性，在装备了系统以后，汽车仍然具备了不足转向特性，但是曲线的形状发生了改变。汽车的稳态横摆角速度增益的最大值以及特征车速如下表所示。表汽车稳态横摆角速度增益的最大值以及特征车速最大增益值特征车速可以看出，在低速阶段，各系统的稳态响应相差不明显，随着车速的增加，各系统的稳态响应越来越明显。无比例控制的汽车稳态响应曲线在最下面，其最大稳态横摆角速度增益值和特征车速也最小，也就是说无比例控制系统会降低汽车的不足转向量，且比例控制系数越小，这种影响越明显随着的增加，汽车稳态角速度增益依次降低，也就是说汽车的转向灵敏都随的增加而降低。但过小的值会使汽车的不足转向量减小，过多转向量增加，有可能造成转向失稳。所以在设计系统时应选择合适的值。为了更清晰的了解比例控制系数对车辆稳态响应的影响，下面我们将车速固定，仿真当变化时，汽车稳态横摆角速度增益值的变化情况，如图所示。图对汽车稳态横摆角速度增益值的影响在较低车速时，的变化对稳态响应的影响并不大随着车速的增加，汽车稳态横摆角速度增益值增加。汽车瞬态响应的评价指标汽车的操纵稳定性与汽车行驶的瞬态响应也有密切的关系。常用转向盘角阶跃输入下的瞬态响应来表征汽车的操纵稳定性。最大横摆角速度常大于稳态值。称为超调量，它表示执行指令误差的大小。图上画出了辆等速行驶汽车在时，驾驶者急速转动转向盘至角度并维持此转角不变即转向盘角阶跃输入时的汽车瞬态响应曲线。图转向盘角阶跃输入下的汽车瞬态响应图中是以汽车横摆角速度来描述汽车响应的。可以看出，给汽车以转向盘角阶跃输入后，汽车的横摆角速度经过段过渡过程后达到稳态横摆角速度，此过渡过程即汽车的瞬态响应。反应时间指第次进入稳态值之间的时间稳定时间指此时间以后横摆角速度均在达到稳态值的超调量为峰值稳态值稳态值。装备系统汽车瞬态响应仿真分析论文采用了自行开发的仿真软件对装备系统汽车瞬态响应进行了仿真分析。仿真中用到的汽车整车底盘和系统的参数见附录，并令比例控制系数,微分控制系数,积分控制系数，车速。所得汽车横摆角速度瞬态响应曲线如图所示。图车辆瞬态响应曲线在得到瞬态响应时间的同时，还可以计算出装备了比例控制控制控制汽车的瞬态响应的指标值。具体见表。表车辆瞬态响应评价指标指标类型比例控制控制无控制超调量稳定时间反