電機助力轉向系統的案例
電動汽車仿真系列-基于Simulink搭建的電機助力轉向系統
因本次仿真只是針對EPS系統的特性分析，所以將輸入扭矩信號設為恒扭矩。在電機助力的條件下，系統的瞬時響應有了很明顯的提高，由于車速的增加轉向阻力變小，小齒輪轉動阻力變小，系統調整到穩態時間縮短。從圖5可知系統有電動助力轉向時，系統響應很快，在0.1秒左右系統的響應就趨于穩定，表明了系統的良好的響應特性。
電動助力轉向采用PD控制策略，同普通的助力轉向相比較，據相關文獻，其具有震蕩不穩定性，而電動助力轉向系統下橫擺角輸出響應很快就趨于穩定。
EPS系統控制方式對汽車的瞬態響應有顯著的影響，PD控制方式的EPS系統抑制橫擺角速度的不規則波動，并使其迅速趨于穩態值，有利于改善汽車的瞬態響應品質，但系統的反應時間上有些延長。
由上圖可知，有電動助力轉向情況下，汽車的轉向系統中的小齒輪轉角響應很平穩，汽車橫擺角輸出響應相對于無電動助力轉向下汽車橫擺角輸出響應趨于穩定性比較明顯。
EPS系統的汽車，其轉向系統的固有頻率比普通的轉向系統的固有頻率小，接近于汽車橫擺角固有頻率，因此其在約0.05秒處出現一個較大的共振峰波，當駕駛員的操作頻率接近這個頻率范圍時，汽車的橫擺角速度對轉向盤轉角及其敏感，汽車很容易失去控制。提高EPS的固有頻率便于提高汽車的操縱穩定性。
展開 電動助力轉向系統
概述
經緯恒潤自2006年成立EPS團隊以來，采用國際標準和技術，開發了針對低成本應用的匹配有刷電機的EPS和針對高端應用的匹配無刷電機的EPS，產品類型包括分體式和PowerPack兩種類型，功率范圍涵蓋20W至650W，支持的轉向系統類型包括管柱式CEPS、齒條式REPS、雙小齒輪式DPEPS，現已給國內外多名廠商提供配套產品與服務。
產品功能
? 隨速助力
? 主動回正
? 阻尼補償功能
? 摩擦補償功能
? 慣量補償功能
? 齒條端部保護功能
? 溫度保護
? 電機熱保護
? 高級補償功能
? 測風補償
? 中位補償
? 輔助駕駛/自動駕駛功能支持
? LKA
? SACC
? HWA
? TJA
? HWP
? TJP
? APA
產品優勢
? EPS產品系列全覆蓋
? 電機類型涵蓋有刷和無刷
? 產品結構包括分體和powerpack
? 功率范圍從220W至650W
? 提供支持L3/L4自動駕駛的冗余EPS產品
? 軟件采用標準AUTOSAR架構
? 支持集成第三方SWC，提供靈活的軟件方案
? 接口配置化，適用多種TAS傳感器類型
? 支持CAN/CANFD接口
? 支持Cybersecurity 硬件加密
? 產品開發滿足ISO 26262功能安全的產品開發流程
? 產品方案滿足ASIL-D的安全等級
配套客戶
展開 汽車電動助力轉向系統研究
汽車電動助力轉向系統研究
作者：張家港科技局 轉貼自：張家港科技信息網
成果簡介：
當前，隨著汽車行駛速度的提高，人們對其操縱性、舒適性、安全性等各項性能的要求也越來越高，以改善汽車操縱穩定性、安全性為主要目的，以汽車轉向為主要研究目標的橫向運動控制正成為一項重要研究內容。
對轉向系統的要求，主要可概括為轉向的靈敏性和操縱的輕便性，而這兩個要求是相互矛盾的。傳統的液壓助力轉向方式在選定參數，完成設計后，助力轉向系統的性能就確定了，不能再對其進行調節與控制。因此傳統液壓助力轉向系統協調轉向力與路感的關系較困難。
為克服這一缺點，日本、美國等近年來開發出了電動助力轉向系統(EPS)，以取代傳統的液壓動力轉向系統，并已應用在某些轎車上。EPS由電機提供助力，助力大小由電控單元(ECU)實時調節與控制，故為助力特性的設置提供了較高的自由度，改善了汽車的操縱穩定性。
主要優點
反應靈敏、迅速，轉向平穩、精確，路感良好；質量更輕、結構更緊湊，調整和檢測方便，不存在漏油問題；能減少發動機的燃油消耗；具有良好的低溫工作性能；轉向操縱力特性能滿足不同對象的需要,只需更換軟件即可自由地設計轉向操縱力特性；能在各種行駛工況下提供最佳助力，減小由路面不平所引起的對轉向系的擾動，改善汽車的轉向特性，減輕汽車低速行駛時的轉向操縱力，提高汽車高速行駛時的轉向穩定性，進而提高汽車的主動安全性。
研究目標及內容：
本電動助力轉向裝置裝車后，汽車轉向系的性能應滿足國家頒布的“汽車操縱穩定性標準”和其它行業有關標準的要求。
展開 轉向系統強度分析--轉向縱拉桿
轉向系統一般分為轉向操縱機構和轉向傳動機構。通常轉向系統的強度校核針對的是轉向傳動機構。轉向傳動機構指的是轉向搖臂、轉向直拉桿、轉向節臂、梯形臂和轉向橫拉桿等。
轉向結構
轉向縱拉桿一般要求小質量大剛度，通常縱拉桿應為直拉桿，但是考慮到布置要求，多數情況下縱拉桿為彎桿，這樣使得縱拉桿縱向剛度降低。
直拉桿一般按照壓桿穩定性校核
彎拉桿應計算彎曲應力和拉壓應力，合成后校核強度
常用工況
按原地阻力距計算，分為原地轉向，左右轉向工況。
極限工況
按轉向輪限位，轉向器輸出最大轉矩計算，分為左右轉向工況。
一般根據設計參數，利用材料力學公式，可以計算得到轉向縱拉桿的危險截面應力。理論計算結果如下所示。
理論計算
通常有限元的分析結果中的危險截面處的應力值要大于理論計算，這是因為理論計算忽略了桿的彎曲變形等因素，其應力相比仿真會小些。
來源：有限元探索
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Adams轉向系統-轉向器
商用車上多用常流、轉閥、循環球式轉向器。轉向器的工作原理:當汽車轉向時,駕駛員對方向盤施加一個轉向力矩,通過中間軸傳遞給轉向器的輸入軸,此時轉向器的輸入軸(閥芯)在方向盤的力矩作用下克服扭桿彈簧產生一個相對閥套的角位移,然后轉閥一側閥口逐漸打開,一側逐漸關閉,形成壓力差,帶動轉向螺母依靠轉向傳動機構實現助力轉向。
Adams轉向系統中轉向器的連接及助力設置較為繁瑣,本文就商用車中轉向器的建模做一簡單介紹。
Adams轉向器主要運動副如下圖1所示:
1.輸入軸( input shaft)與轉向器支架( mts pitman mount.)一一旋轉副1;
2.轉向蝸桿(ball screw)與轉向器支架( mts pitman mount)一一旋轉副2;
3.齒條(rack)與轉向器支架( mts pitman mount)--移動副3。
4.考慮助力時，運動副1、2之間建立的耦合副失效，運動副2、3之間建立耦合副,如下圖2所示:
圖1 圖2
此時，輸入軸與轉向蝸桿之間添加扭矩( pts torsion bar,來模擬扭桿,如下圖3所示,扭桿中扭矩函數參考運動微分方程。運動副3添加助力( steering assist ),如下圖3所示。
圖3
Adams中轉向系統的助力曲線如下圖4所示,其中關鍵量為扭桿轉角( TORSION BAR)、扭桿轉矩( tbar torque)和壓力差。助力曲線數據可根據轉向器的靈敏性曲線以及力特性曲線（圖5）獲取。
圖4 圖5
歡迎交流
展開 電動助力轉向控制器（EPS）
概述
經緯恒潤自 2006 年成立 EPS 團隊以來，采用國際標準和先進技術，開發了針對低成本應用的匹配有刷電機的 EPS 和針對高端應用的匹配無刷電機的 EPS，產品類型包括分體式和 PowerPack 兩種類型，功率范圍涵蓋 220W 至 900W，支持的轉向系統類型包括管柱式 C-EPS、齒條式 R-EPS、雙小齒輪式 DP-EPS，現已給國內外多名主流廠商提供配套產品與服務。
經緯恒潤助力紅旗轉向技術新突破
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</div><p class="ql-align-center"><br></p><p class="ql-align-center"><em>紅旗大輸出力冗余平行軸式電動助力轉向器</em></p><p> </p><p> 經緯恒潤從2006年開始從事底盤產品研發業務，經過10多年的技術積累和創新，底盤產品覆蓋轉向助力系統控制、線性底盤產品、四輪轉向和懸架控制等產品。其中，轉向助力類產品豐富，有C-EPS、P-EPS、DP-EPS、R-EPS、EHPS等產品，覆蓋12V、24V、48V系統，涉及非冗余、半冗余和全冗余方案，適應主機廠的不同安裝需求。</p><p> </p><p> 隨著自動駕駛時代的到來，經緯恒潤自2022年開始研發48V冗余EPS產品，歷經一年半，已經完成產品設計驗證，并且搭載實車完成了耐久性、安全性等相關性能驗證。
展開 助力虛擬開發：VI-grade FSS駕駛模擬器集成轉向臺架
<p><span style="color: rgb(25, 27, 31);">VI-grade FSS緊湊型全頻譜駕駛模擬器和 MXsteerLink 轉向臺架集成方案助力車輛虛擬開發！</span></p><div contenteditable="false" width="100%"><jsk id="C_Playc06aa8fcf5bb71ef81186733a68f0102" videoid="c06aa8fcf5bb71ef81186733a68f0102" duration="1分38秒"><img src="https://img.jishulink.com/static/web/youku-case.png"></jsk></div><p><br></p><div contenteditable="false" width="100%">
本視頻介紹了我們安裝在德國沃爾夫斯堡EDAG工程公司的COMPACT全頻譜模擬器。
</div><div contenteditable="false" width="100%">
它具有四個動態執行器，非常適合車輛、輪胎和轉向系統的開發，注重乘坐和舒適性。
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該模擬器包括VI DriveSim和VI WorldSim，讓測試駕駛員在試驗場、高速公路或城市街道上導航VI CarRealTime模型，并且由于MdynamiX的SteeringLink硬件在環裝置，它能夠通過真正的電動助力轉向系統體驗實時反饋。
展開 國產電機驅動芯片助力智能門鎖電機驅動領域
直流有刷馬達驅動芯片 - SS8837T的特性：
H橋電機驅動器 - 驅動一個直流電機或其他負載 - 低金屬氧化物半導體場效應晶體管
(MOSFET) 導通電阻：高側 + 低側 (HS +LS) 260mΩ
1.8A較大驅動電流
獨立的電機和邏輯電源引腳：
- 電機VM：0至12V
- 邏輯VCC：1.8至12V
脈寬調制(PWM)或PH/EN接口
- SS8837：脈寬調制 (PWM)，IN1/IN2
具有120nA較大睡眠電流的低功耗睡眠模式
- nSLEEP引腳
小型封裝尺寸
保護特性
- VCC欠壓閉鎖 (UVLO)
- 過流保護 (OCP)
- 熱關斷 (TSD)
SS8837T-H橋驅動芯片為攝像機、消費類產品、玩具和其它低電壓或者電池供電的運動控制類應用提供了一個集成的電機驅動器解決方案可廣泛應用于：指紋鎖、閥門控制、監控安撫、攝像機、數字單鏡頭反光 (DSLR) 鏡頭、消費類產品、玩具、機器人技術、醫療設備為其提供了一個集成的電機驅動器解決方案。
ISweek工采網提供步進、直流有刷、直流無刷等不同類別電機驅動芯片，芯片采用智能的控制算法和技術，能實現低功耗和節能運行，可PIN-to-pin市面上多款型號，為智能門鎖系統提供了長久的使用壽命；歡迎咨詢“在線客服”索要產品相關資料。
率能半導體在電機驅動領域深耕多年，技術以及產品方面已經很完善，如果想了解更多電機驅動的技術資料，歡迎致電聯系：133 9280 5792(微信同號)
展開 輪轂電機轉向節輕量化設計
輪轂電機轉向節輕量化設計.zip
摘要 本報告使用Altair公司提供的HyperMesh軟件以及OptiStruct的結構優化功能，對輪轂電機轉向節進行優化設計。本文重點介紹了在汽車極限左轉向工況下轉向節的約束載荷，以及結合制造工藝中最小成員尺寸約束進行拓撲優化，使其達到輕量化，且對于轉向節的優化設計具有一定的參考價值。
關鍵詞：輪轂電機轉向節 拓撲優化 輕量化 變密度法
1汽車輕量化設計背景介紹
在當今汽車工業中，減輕設計重量和縮短設計周期是兩個突出的問題。汽車輕量化設計開始占據了汽車發展的主要地位，但是簡單的汽車輕量化設計卻是一把雙刃劍，它在減輕汽車重量的同時，也犧牲了車輛的強度和剛度。在此情況下，Altair公司的有限元分析技術以及優化技術在汽車行業獲得了非常成功的應用。特別是對于一些結構復雜的汽車零件，HyperWorks的有限元分析技術、拓撲優化技術使得很多材料的潛能及鑄造的優勢得到了充分的發揮。
轉向節是汽車的重要安全零部件。該零件在原始設計中，由于整個機構的復雜性，只能作定性分析和類比估算。在確定實際結構時，往往選擇的安全系數過大，致使設計出來的產品結構過于笨重、粗大。另外，由于對實際的受力點未能完全把握，導致結構材料分布不夠均勻，鑄造工藝性較差。
2有限元模型建立及分析
轉向節與轉向系統其它零部件相連的同時，通過法蘭盤的制動器安裝孔進行定位。由于整車全工況有限元模型的計算量太龐大，導致計算時間過長，因此僅選取在極限左轉向工況下，轉向節模型與轉向系統零部件和輪轂電機相連接的六個節點作為輸入載荷點，單獨對轉向節模型進行優化。
展開 雙電機耦合驅動車輛直駛與轉向技術研究
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永磁同步電機控制系統仿真 附電力電子、電機控制系統的建模和仿真下載
下載地址：電力電子、電機控制系統的建模和仿真
汽車轉向系統知識2
各種車型的最大偏轉角和最小轉向半徑不盡相同，調整前要參照汽車的使用說明書。
養護
現代原中高級轎車和重型汽車普遍采用動力轉向系統，不僅大大改善了汽車操縱輕便性，還提高了汽車行駛安全性。動力轉向系統是在機械轉向系的基礎上加設一套依靠發動機輸出動力的轉向加力裝置而形成的。轎車普遍采用齒輪條式動力轉向機構。這種轉向器結構簡單、操縱靈敏性高、轉向操縱輕便，而且由于轉向器完全封閉的，平時不需檢查調整。
動力轉向系統的養護主要是:
熱態時(約66℃，用手摸感覺燙手)，其液面高度必須在HOT(熱)和COLD(冷)標記之間。如果是冷態(約為21℃)，則液面高度必須在ADD(加)和CLOD(冷)標記之間。如果液面高度不符合要求，必須加注DEXRON2型動力轉向液(液力傳動油)。
展開 汽車轉向及懸架系統運動仿真
Adams建立整車底盤剛體動力學仿真模型，對轉向系統和懸架系統進行建模，根據硬點坐標設置相應的運動副。整車質心位置，設置整車質量和轉動慣量。
底盤部件
運動副
轉向管柱
轉動副
十字軸萬向節
虎克鉸
轉向器齒輪齒條
轉動副+滑動副（設置傳動比）
拉桿兩端球頭
球鉸
轉向節及擺臂球頭
球鉸
減震器
帶阻尼的彈簧
原地轉向仿真
車速為零，左右轉動方向盤至極限位置，然后回正，模擬原地轉向過程，輸出轉向器齒條力變化曲線。（齒條力等于左右拉桿力之和）
車速10km/h動態轉向仿真
車速10km/h，左右轉動方向盤至極限位置，然后回正，模擬行駛過程中的動態轉向過程。
顛簸路面剛柔耦合仿真
顛簸路面行駛仿真模擬時，將懸架系統下擺臂替換為柔性件，可以分析路面沖擊對零件產生的應力。
展開 船舶轉向控制系統設計及仿真研究
來源：互聯網 作者：吳琦
關鍵字：船舶運動 PID控制 轉向模型
本文在傳統控制的基礎上對船舶運動控制方法進行的進一步探討與研究，利用PID控制方法對船舶運動的航向進行反饋控制，使其在受風浪等外界環境干擾的情況下，具有良好好的控制效果。
1 課題研究的背景及意義
船舶航向控制系統的可靠性及性能特點直接關系著航行的安全性和經濟性。從20世紀20年代PID控制應用于船舶航向控制以來，經過實踐的不斷積累和無數高科技人才的不斷探索與完善，其已經成為船舶航向控制領域最基本、最經典的方法。
船舶航向控制系統是一個非線性的、外界環境干擾復雜的系統，從理論上很難用一個精確的數學模型來對其進行描述。在一些特殊的場合、航道復雜或者進行避碰操作的時候甚至需要極富經驗的舵手進行人工操作。而較為精確的PID控制經過多年的摸索和完善可以極大程度的從經濟、環保等方面滿足現代船舶航行控制的要求。
2 船舶轉向模型推導
在確定船舶模型的時候采用野本模型的原因主要是因為參數容易換算出深和航速的關系，但是由于二階模型在轉化為狀態空間模型時不便于加上非線性力以及風浪的干擾，于是我們采用野本的三階模型：
此三階模型公式為傳遞函數的形式，為了在將來的仿真過程中更為方便地添加非線性的風、浪等干擾，必須把傳遞函數的形式轉化為擁有三個自由度的狀態空間數學模型式，而轉化后的數學模型參數矩陣為：
將上述的的參數矩陣轉化為標準形式：
其中：
轉化為標準形式后，可以更為方便地加上非線性力和風浪的干擾。
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