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研究生:梁晉豪
研究生(外文):LIANG CHIN HAO
論文名稱:線控轉向系統車輛穩定控制之研究
論文名稱(外文):The Study of Vehicle Handing Control with Steer-by-wire System
指導教授:張舜長
指導教授(外文):CHANG SHUN CHANG
學位類別:碩士
校院名稱:大葉大學
系所名稱:車輛工程學系碩士班
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2007
畢業學年度:95
語文別:中文
論文頁數:111
中文關鍵詞:車輛穩定控制重心側滑角線控轉向系統CarSim硬體迴路
外文關鍵詞:Vehicle handing controlSideslip angleSteer-by-Wire SystemCarSimHardware-In-the-Loop
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中文摘要

本研究主要是探討線控轉向系統(Steer-by-Wire,SBW)之車輛穩定控制,由於線控轉向系統是透過控制轉向馬達使車輛轉向,因此可在其控制核心內加入車輛穩定控制之策略,不但可使車輛能達到轉向之效果,同時也具備了車輛安全穩定之特性。在車輛轉向穩定控制中,其主要目的在於控制車輛之重心側滑角,使車輛在行駛時都能保持在最低的重心側滑角的範圍內,以增加車輛在低速或高速過彎時的安全性、操控性以及穩定性。
車輛穩定控制之方法主要分為二種。一為跟隨控制的前輪轉向穩定控制,透過控制車輛之橫擺率,控制在最佳的橫擺率之範圍,進而間接降低車輛之重心側滑角。由於前輪轉向之車輛受限於兩個輪胎轉向,因此在車輛穩定控制上無法有效地將重心側滑角降至最低之範圍,為了要有效地降低重心側滑角,本研究設計出第二種車輛轉向穩定控制,利用四輪轉向之優勢,控制後輪轉角,以輔助和修正的方式,使重心側滑角有效地降低。
利用模擬軟體CarSim模擬測試,並觀察分析模擬車輛在行駛時是否能保持在最低的重心側滑角的範圍內。在透過硬體迴路(HIL)測試與本研究所建立的線控轉向平台相互連接控制,經由觀察硬體迴路測試之結果,可證實線控轉向系統會遵照車輛穩定控制之判斷控制轉向馬達。最後,將線控轉向系統移植於實際車輛上,透過實車量測,可更佳確定本研究之線控轉向系統之強健性。
ABSTRACT

The main purpose of this study is to focus on the handing control of vehicle with Steer-by-Wire System (SBW). Vehicle with steer-by-wire system are get rid of limitations of traditional steering system, which can be developed the vehicle handing control. In vehicle handing control, the main purpose is to focus on sideslip angles at C.G. control. Under this control system, the vehicle would always have the minimal sideslip angle in C.G. range, and the vehicle would have stable handing at high speed or low speed in cornering.
There are two methods for vehicle handing control. First, it is the front wheel control. Because there are only two tires in the front wheel steering system vehicle, we can not efficiently reduce the sideslip angle at C.G.. Therefor, we designed the vehicle handing control of four wheels which can control the rear wheel.
First, we used the CarSim software to verify the proposed method for the vehicle handing control. Next, apparatus of the Hardware-In-the-Loop (HIL) is connected to the steer-by-wire system platform and the controller of steering motor. Through the hardware-in-the-loop test result, we can verify that the vehicle can obtained a stable steering as vehicle is cornering. Finally, we set up the steer-by-wire system in an experimented vehicle (Focus), and achieved a satisfactory result.
目錄

封面內頁
簽名頁
博碩士論文暨電子檔案上網授權書 iii
中文摘要 iv
英文摘要 vi
誌謝 vii
目錄 viii
圖目錄 x
表目錄 xv
符號說明 xvi

第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 文獻回顧 2
1.3 研究動機 5
1.4 研究流程 6
第二章 車輛線控轉向系統動態數學模型 8
2.1 建立二個自由度的自行車動態模型 8
2.2 建立轉向馬達模型 15
2.3 車輛動態模擬軟體(CarSim)介紹 21
2.4 線控轉向模型建立於CarSim 24
第三章 線控轉向系統車輛穩定控制探討與設計 29
3.1 傳統車輛之轉向原理 29
3.2 車輛穩定控制之設計 32
3.2.1 跟隨控制的前輪轉向穩定控制 32
3.2.2 P型回饋控制的四輪轉向穩定控制 35
3.3 車輛穩定控制模擬結果分析 40
第四章 線控轉向系統之設計與實現 62
4.1 線控轉向系統架構 62
4.2 分散式系統架構介紹 63
4.3 CAN Bus系統簡介 65
4.4 硬體結構 65
4.4.1 控制模組 66
4.4.2 線控轉向系統平台架設 70
4.4.3 可變液壓負載控制 73
4.5 線控轉向之備用系統 77
第五章 實驗方法與驗證 85
5.1 硬體迴路系統(HILS)架構 85
5.2 實驗結果與計算結果的比對 88
5.3 可變轉向比系統 95
5.4 實車測試 98
5.4.1 線控轉向系統改安裝於實際車輛(Focus) 98
5.4.2 實車測試結果 101
第六章 結論與建議 105
6.1 結論 105
6.2 建議事項與未來研究項目 106
參考文獻 108
參考文獻

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QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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