融合主动转向和电动助力转向功能的新型动力转向系统机理研究

研究一种融合主动转向和电动助力转向功能的新型动力转向系统（以下简称新型动力转向系统），该转向系统采用两套伺服电机及传动机构：助力电机及涡轮蜗杆传动机构用于输出助力矩，进行助力、回正与阻尼控制，实现电动助力转向功能；转向电机及双行星排传动机构用于输出附加转角，进行变传动比控制和主动转向干预，实现主动转向功能。通过对两套伺服电机及传动机构的耦合控制，使新型动力转向系统同时实现主动转向功能和电动助力转向，拓展传统动力转向的功能。围绕主动转向与电动助力转向耦合控制机理，运用多体动力学与现代控制理论建立新型动力转向系统动力学模型；研究主动转向控制规律，及其影响下的电动助力转向助力、回正和阻尼控制规律；研究驾驶员路感预测控制策略，并对驾驶员路感进行预测及优化。通过研究上述问题，为同时具有主动转向和电动助力转向功能的新型动力转向系统的开发与设计提供理论基础。

在传统电动助力转向和主动转向基础上，发展融合助力转向和主动转向功能的新型动力转向系统，实现驾驶员转向感觉和汽车主动安全性的协调统一。建立新型动力转向机电耦合系统动力学模型；研究横摆角速度和质心侧偏角与转向小齿轮转角和侧向加速度的非线性映射关系，提出基于ANFIS的横摆角速度和质心侧偏角估计算法，设计横摆角速度H∞反馈控制器和前馈控制器并进行有效综合；研究新型动力转向系统变传动比控制规律和主动转向干预控制规律，及其影响下的路感控制策略、助力修正控制策略和鲁棒容错控制策略；研究系统的匹配关系，运用多学科协同优化算法，对转向系统主要参数进行优化设计；研究了基于新型动力转向技术的车辆防侧翻动力学特性及防侧翻连和控制策略。通过上述问题的研究，为新型动力转向系统的设计开发提供理论基础。