基于齿条力观测的线控转向系统路感模拟研究OA

作为未来高阶自动驾驶的基石,线控转向系统采用电信号代替传统转向系统中的机械刚性连接,但转向管柱的断开会导致原始路感信息无法直接传递给驾驶员,从而需要路感模拟技术,以提供给驾驶员合适的路感。为此,设计了一种基于齿条力观测的路感模拟方法。首先,基于转向执行总成的二阶等效模型,设计一种二阶滑模观测器实现对广义齿条力的观测,随后,参考电动助力转向系统,通过设计助力特性曲线获取路感主力矩,并引入路感补偿力矩修正系统缺失的力学特性,最终得到路感反馈力矩;其次,为实现转向盘的准确回正,基于非奇异快速终端滑模控制算法设计控制律,并结合扩张状态观测器观测补偿系统扰动力矩,设计主动回正控制器;最后,仿真试验结果表明二阶滑模观测器相较于扩张状态观测器具有较高的观测精度,在不同仿真试验下其观测误差分别降低了82.04%、81.03%,设计的路感反馈力矩能够满足使用要求,符合低速转向轻便、高速转向清晰,主动回正控制器能够在0.8 s内实现转向盘的准确回正。研究可为线控转向系统设计提供思路。