转向自动操作系统结构设计文献综述
2020-04-26 11:51:27
目的:
交通是当今移动生活方式的主要方面之一。汽车安全也日益得到更多的关注。不少有趣的和安全有关的概念被提出并且被认为是带来了不同程度的发展。转向系统是汽车上驾驶者与其紧密接触的操纵装置,其操控性能直接关系到汽车的主动安全以及驾驶者的驾驶体验。转向系统电控化是汽车技术发展对转向系统提出的必然要求,也是提高驾驶舒适性和安全性的基本途径【2】。以及最新的采用制动、转向或转向与制动相结合的避障车辆辅助驾驶系统【3】。如果能够在汽车上采用自动转向系统,一方面可以减轻驾驶员的疲劳,另一方面可以减少汽车碰撞事故的发生。
意义:
通过研读国内外的一些专业文献,转向系统的组成有了一定的初步了解。转向系统由方向盘、转向操作机构、转向器、转向传动机构四大部分组成。随着技术的发展又加入了不同的助力机构,有液压油助力、电机助力等。其中电控助力系统发展的比较好,特别是ESP。EPS最先在日本得到应用,并且取得了不错的效果。不过目前随着人工智能的发展,汽车自动转向系统也是一个不错的发展趋势,例如现如今比较火爆的特斯拉,采用了自动驾驶系统,其中就涉及到自动转向。
国内外研究现状:
转向系统的发展经历了从机械转向系统——液压助力转向系统——电动助力转向系统——线控转向系统这几个过程【4】。其中电动助力转向系统具有主动性好、节能环保、环境适应性好等各种优点。其中运用最广的就是ESP 。EPS能在各种行驶工况下提供最佳助力,减小由路面不平所引起的对转向系统的扰动,改善汽车的转向特性,减轻汽车低速行驶时的转向操纵力,提高汽车高速行驶时的转向稳定性,进而提高汽车的主动安全性【5】。并且随着电子科技的发展,各个公司也开发出了许多现金的黑科技。比如自动泊车、自动转向规避碰撞等技术。
随着电子信息化的到来,我们汽车行业也都在追求自动化、智能化。例如我们的无人驾驶红旗轿车,国外的特斯拉等等。目前在国内自动转向系统还是至停留在实验阶段。谢明老师等人做的拖拉机自动转向设计及其仿真,采用电液控制,是该系统具有响应速度快和控制功率打等特点,并且控制精确【6】。李军老师从事拖拉机自动控制系统研究,通过在步进电机的输出轴固定摩擦装置,通过内环控制,减少理论值与实际转角的区别【7】。国外的研究有Oscar C. Barawid Jr通过研究自动驾驶过程中发生的侧滑等现象得出了应变片感应转向时确定能够在不同条件下(越野、路面、稳态)方向盘转动的电机规格,运用应变仪用来了解扭矩要求,[h1] 用来确定电机规格时最重要的参数【8】。M. M'Saad研究一种合适的自适应鲁棒预测控制方法在自动转向系统设计中的适用性。开发了一个全面的迭代过程来指定自适应预测控制器的设计参数【9】。Em Poh Ping评价了一种用于自动转向系统的偏航效应外环控制驱动模型。结果表明,所提出的偏航效应外环控制技术在控制Y轴轨迹误差和y轴轨迹方面是有效的,取得了比基准驱动模型更好的性能【10】。国内还有许多的学者教授对自动转向系统的结构设计以及优化方案提出了很多的建议【11-25】,从文献中收获了不少东西。国外的学者们关于自动转向的文献则主要是关于在计算机上模拟自动转向,对可行性进行研究,以及电子相关技术的介绍,从里面也学到了很多的东西【26-30】。
2. 研究的基本内容与方案
{title}本次课题主要研究汽车自动转向系统结构设计,研究的基本内容如下:
1. 确定转向自动操作系统设计方案;
2.转向自动操作系统性能计算;