使用AMESim对电动助力转向系统建模
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基于AMESim的矿用汽车全液压转向系统建模与仿真孟兆磊;姜勇;王娟;何建成【期刊名称】《机床与液压》【年(卷),期】2014(42)10【摘要】The full hydraulic steering system of SGA170 mine truck was used as research object,its dynamic characteristics was simulated by AMESim,the characteristics and simulation curves of the steering system and the steering mechanism under various con-ditions wereobtained,which provided theoretical reference and technical support to the design and analysis of full hydraulic steering system of the heavy-duty mine truck,and had important value in engineering.%以SGA170矿用汽车全液压转向系统为研究对象,利用AMESim仿真软件对全液压转向系统进行机械-液压耦合建模,并进行动态特性仿真分析,获取了各种工况下的全液压转向系统与转向执行机构之间的动态特性及其仿真曲线,为大型矿用汽车全液压转向系统的合理设计和分析提供理论参考与技术支持,具有重要的工程应用价值。
【总页数】4页(P111-113,117)【作者】孟兆磊;姜勇;王娟;何建成【作者单位】北京科技大学资产管理处,北京100083;北京矿冶研究总院,北京100160;北京矿冶研究总院,北京100160;北京矿冶研究总院,北京100160【正文语种】中文【中图分类】TP242.6【相关文献】1.基于AMESim矿用自卸车全液压转向系统建模分析 [J], 戴正阳2.基于AMESim的全液压转向系统的仿真分析 [J], 贺海洋;李建朝3.基于AMESim全液压转向系统的建模与分析 [J], 张应和;郭峰;杨世强4.基于AMEsim-Simulink/Stateflow联合仿真平台的控制策略建模和车辆性能仿真 [J], 徐统伟; 王玉林; 刘晚霞; 王炳超5.基于AMESim/Simulink联合仿真的电动辅助转向系统的建模与仿真 [J], 程玉; 张志斌因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
基于Adams与Matlab的汽车电动助力转向系统的联合仿真一、本文概述随着汽车工业的快速发展和环保理念的深入人心,电动汽车在全球范围内得到了广泛的关注和研究。
电动助力转向系统(EPS)作为电动汽车的重要组成部分,其性能直接影响到车辆的操控性和安全性。
对电动助力转向系统进行深入研究,优化其设计,提高其性能,对于推动电动汽车的发展具有重要意义。
本文旨在通过Adams与Matlab的联合仿真,对汽车电动助力转向系统进行深入研究。
介绍了电动助力转向系统的基本原理和结构,分析了其在实际应用中的挑战和难点。
详细阐述了Adams和Matlab在电动助力转向系统仿真中的应用,包括模型的建立、仿真参数的设置、仿真结果的获取和分析等。
通过Adams进行机械系统的运动学和动力学仿真,结合Matlab进行控制系统设计和优化,实现了对电动助力转向系统的全面仿真分析。
本文的研究方法结合了仿真模拟和理论分析,旨在通过联合仿真,对电动助力转向系统的性能进行深入挖掘和优化。
通过对比不同参数和设计方案下的仿真结果,本文为电动助力转向系统的设计和优化提供了有价值的参考。
本文的研究不仅有助于加深对电动助力转向系统的理解,也为电动汽车的发展提供了有益的探索和实践。
通过Adams与Matlab的联合仿真,我们可以更加准确地预测和优化电动助力转向系统的性能,为电动汽车的安全性和操控性提供有力保障。
二、汽车电动助力转向系统概述汽车电动助力转向系统(Electric Power Steering,简称EPS)是一种通过电动机提供辅助转向力矩的先进转向系统。
该系统主要由转向传感器、车速传感器、扭矩传感器、电子控制单元(ECU)和助力电机等组成。
EPS系统的核心在于电子控制单元,它可以根据驾驶员的转向意图、车速以及转向力矩等因素,实时计算出所需的辅助转向力矩,并通过助力电机为驾驶员提供适当的助力。
与传统的液压助力转向系统(Hydraulic Power Steering,简称HPS)相比,EPS系统具有诸多优势。
2008年6月第36卷第6期机床与液压MACH I N E T OOL &HY DRAUL I CSJun 12008Vol 136No 16收稿日期:2007-09-03基金项目:四川省重点学科重点实验室建设项目(Z01336)作者简介:王康康(1981—),男,浙江浦江人,在读研究生,主要研究方向:汽车电子控制技术。
电话:013550397278,E -mail:p jcucu mber@1631com 。
基于A MESim 和Simulink 的汽车电动助力转向系统的联合仿真王康康,唐岚,黎长青(西华大学交通与汽车工程学院,成都610039)摘要:以研究电动助力转向系统的助力控制模式的跟踪性能和轻便性为目的,在AMESi m 和Si m ulink 平台上创建了电动助力转向系统联合仿真模型。
仿真结果表明,所设计的P I D 控制算法使电动助力转向系统具有良好的跟踪性能和轻便性。
仿真结果为电动助力转向控制系统的设计提供了依据。
关键词:汽车电动助力转向;AMESi m ;联合仿真中图分类号:U46116 文献标识码:A 文章编号:1001-3881(2008)6-127-2Co 2si m ul a ti on Study of Autom ob ile Electron i c PowerSteer i n g System Ba sed on AM ES i m and S i m uli n kWANG Kangkang,T ANG Lan,L I Changqing(School of Trans portati on and Aut omobile Engineering,Xihua University,Chengdu 610039,China )Abstract:The trace capability and portability of the power 2assisted mode of the electric power steering syste m was studied,a co 2si m ulati on model of the electric power steering syste m was created on the p latfor m of AMESi m and Si m ulink .The results of the si m ula 2ti on confir m that the P I D contr ol algorith m f or the electric power steering syste m has a good trace capability and portability .The con 2clusi on of si m ulati on is useful f or the design of electric power steering syste m.Keywords:EPS;AMESi m ;Co 2si m ulati on1 电动助力转向系统的结构电动助力转向系统(EPS )是机械转向装置配合电子控制单元共同完成转向的动力转向系统。
基于AMESim的EHPS系统的仿真及试验研究
王乔
【期刊名称】《汽车零部件》
【年(卷),期】2015(000)003
【摘要】基于AMESim软件建立了电动液压助力转向(EHPS)系统的仿真模型,制定控制策略、导入样机参数运行仿真,仿真结果证明该EHPS系统可使车辆低速行驶转向时转向轻便以及高速行驶转向时有合适的路感反馈.结合仿真结果,搭建试验台架并进行试验,证明台架试验与仿真结果一致.
【总页数】4页(P29-32)
【作者】王乔
【作者单位】重庆交通大学,重庆400074
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于AMESim的5070TSLF4扫路车行走系统仿真与试验研究 [J], 林初仁
2.基于ADAMS和AMESim的泵送系统联合仿真与试验研究 [J], 贾剑峰;田润利;林涛;丁礼磊
3.基于AMESim的5070TSLF4扫路车行走系统仿真与试验研究 [J], 林初仁
4.基于AMESim工程车辆变速器电液控制系统的仿真与试验研究 [J], 王硕;田晋跃;徐刚
5.基于AMESim的旋耕机自动调平系统仿真分析与试验研究 [J], 吴帆;蒋蘋;胡文武;金生;陈庚
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基于AMESim 的新型汽车电子真空助力器系统的研究摘要:本文运用AMESim 软件辅助开发一款用于乘用车的新型电子真空助力器产品。
利用该软件的气动、机械、电磁等基本元件库建立产品的原理模型,同时结合信号元件库搭建一个简单的PID 产品控制模块。
通过仿真结果表明,AMESim 软件可以比较精确的仿真出本产品系统的基本特性,对深入研究及产品优化工作起到积极作用。
关键词:真空助力器;汽车电子;AMESim 软件;系统仿真电子真空助力器(Electronic V acuum Booster ,以下简称EVB )主要应用于车辆主动安全纵向控制系统,提高车辆主动安全性能,降低车辆追尾等纵向碰撞交通事故。
在车辆系统中配合相应的电子控制单元及传感器系统,能够开发出自适应巡航、车辆停-走、电子稳定性控制、主动避撞、坡路防退、电子驻车、自动泊车、自动驾驶等先进功能系统。
也就是说,EVB 以应用到任何需要主动控制制动系统的车辆中,实现智能驾驶的线控制动功能(Brake by wire )。
本产品是现今汽车制动系统实现快速、稳定的电控制动的最佳技术方案之一。
本文运用AMESim 软件建立系统模型,结合实际产品参数及试验数据,对自主研发产品提供理论依据及系统优化和产品集成。
1 EVB 系统模型原理汽车真空助力器是由控制阀及带有真空单向阀的真空伺服气室组成。
它由发动机的进气歧管为其提供真空源,利用负压来增补司机施加于制动踏板上的力的部件。
位于制动踏板与制动主缸之间,其前端与制动主缸组合成一个整体;其后面借控制阀推杆后的调整叉与制动踏板机构相连。
助力最大伺服力F 计算公式:1)()(150−•+−+−−=K F K J f S a A P F P (1) 式中, 5a 推杆断面的面积(2m );A 腊片有效面积(2m );m D 主缸直径(m);P S 回位弹簧力(N);f 阀柱活塞滑动阻力(N);J 跳跃力(N),由试验而定的常数;K 助力比。
基于AMESim中Modelica模块的汽车电动助力转向系统仿真周爱国;王闻莉;陆亮;周治平;高卫民;戴轶【期刊名称】《机床与液压》【年(卷),期】2011(39)11【摘要】The development of modem products needs the support of multi-domain modeling and simulation tools. The superiority of AMESim/Modeliea module in multi-domain system-level modeling and simulation was analyzed. By example of the electric power steering system (EPS), the system model was established in AMESim by bond graphic physics modeling, and some models were replaced by the models edited by Modeliea the multi-domain simulation modeling, and the influence of the system parameters on the steering performance in steering process was analyzed. The simulation results show that the EPS system model built by AMESim/Modeliea module is easily readable, and the sub-model edited by Modelica is easily reused, and it is a visual and easily operating system design method.%现代产品的开发需要多领域建模仿真工具支持.分析了AMESim/Modelica模块在多领域系统级建模仿真方面的优势.以汽车电动助力转向系统(EPS)为例,采用图形化物理建模方式在AMESim中建立了系统模型,并用多领域统一仿真建模语言Modelica编写的模型替换了部分模型,分析了转向过程中系统参数对转向性能的影响.仿真结果表明:AMESim/Modelica模块建立的电动助力转向系统模型的可读性好,同时Modelica建立的子模型重用性好,该方法是一种直观化、易操作的设计方法.【总页数】5页(P91-94,87)【作者】周爱国;王闻莉;陆亮;周治平;高卫民;戴轶【作者单位】同济大学机械工程学院,上海201804;同济大学机械工程学院,上海201804;同济大学机械工程学院,上海201804;同济大学机械工程学院,上海201804;上海汽车集团股份有限公司技术中心,上海201804;上海汽车集团股份有限公司技术中心,上海201804【正文语种】中文【中图分类】U463.44;TP391.1【相关文献】1.基于AMESim软件的汽车起重机起升机构液压系统仿真分析 [J], 聂笃伟2.基于AMESim和Simulink的汽车电动助力转向系统的联合仿真 [J], 王康康;唐岚;黎长青3.基于AMESim的燃料电池汽车储氢系统仿真 [J], 刘冬安; 陈俊超; 蔡吉闽4.基于AMESim固定式汽车拆解机液压系统仿真分析 [J], 方泰兴; 宋崇智; 黄军; 焦尚兵5.基于分层式协调控制的汽车电动助力转向与防抱制动系统仿真 [J], 陈无畏;初长宝因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
基于AMESim和RecurDyn的履带车转向系统联合仿真分析履带车转向系统是指通过对车辆履带进行差速运动以实现转向的一种方式。
其中,AMESim和RecurDyn可以被用于联合仿真分析。
AMESim是一款基于系统动力学理论的多学科仿真软件。
它可以用于建立高度集成的系统模型,包括机械、液压、热、电等方面。
AMESim的仿真代码能够在非常短的时间内执行快速的仿真,并精确地预测系统的动态响应。
RecurDyn则是一款以多体动力学为基础的仿真软件。
RecurDyn建模按照模型的自由度来进行,从而使得模拟结果准确度更高。
同时,RecurDyn也支持封装好的子系统模块,将不同的子系统部分组合在一起,就可以形成一个完整的系统模型。
通过对此两款软件的基本介绍,我们可以得到集成使用AMESim和RecurDyn的履带车转向系统的基本框架。
具体分析如下:首先,根据履带车转向系统的基本工作原理,可以得到系统模型的建模方案。
在这个建模过程中,首先需要考虑的是履带车的运动学模型。
此模型应能够描述履带车行驶过程中的速度、方向变化以及需要控制的转向系统参数。
这一部分的具体建模涉及方程的推导,可以采用MATLAB或Simulink等工具来实现。
接下来,需要建立由AMESim编制的动力学模型。
此模型描述了系统的物理动态行为,如机械运动、传感器输出、力和驱动器输入。
在AMEsim中,需要将此系统分解为各个子系统或组件,例如电动机、输出轴、减速器和传感器等。
此外,还要考虑与系统相连的其他元素,例如电池、控制器和采样器等。
然后,在RecueDyn中,需要创建由AMESim导出的子系统模型。
这个模型包括运动学、动力学和控制元素。
当模型被创建后,可以将其导出为一个单独的模块,并集成到RecurDyn模型中。
ReucrDyn还提供了一个工具箱,用于模拟诸如差速器、转向节和驱动轴等履带车系统的运动。
通过这些工具箱,可以实现对整个系统的仿真分析,以得到实时的物理行为和响应。
作者简介:陈永峰(1981-),男,助理工程师,工学硕士.E -mail:cyf1002@工程车辆AMESim 建模与转向性能仿真陈永峰1,陈杰荣2(1.煤炭科学研究总院太原研究院,山西太原 030006; 2.比亚迪股份有限公司,广东深圳 518115)摘要:通过对某工程车辆液压驱动系统工作原理的分析,利用仿真软件AM ESim 建立了相应的液压模型,详细分析了液压原件的模型特性,对液压驱动系统模型在转向状态下进行了动态仿真,得出了工程车辆在转向过程中内外侧马达流量、工作压力以及内外侧驱动轮滚动阻力矩的变化关系.关键词:液压系统;A M ESim;动态仿真;转向性能中图分类号:U 462;T D 4 文献标识码:A 文章编号:1672-5581(2008)04-0409-06AMESim m odeling and steering performance simulationfor construction vehiclesC H EN Yong -f eng 1,CH EN Jie -rong 2(1.Tai yuan Institute of Ch in a Coal Research Insti tute,T aiyu an 030006,China;2.Build Your Dreams Co.Ltd.,Shenzhen 518115,China)Abstract :By analyzing the w orking principles on the hydraulically -driving system of a construction vehicle,the hydraulic model is established using a simulation softw are,i.e.AM ESim TM .In details,the model features of hy draulic components are analy zed.In addition,the dy nam ical simulation is conducted upon hydraulically -driving system under steering condition.Eventually,the variations amongst inside and outside motor flow s,w orking pressures and driving w heels .rolling resistance moments are detected.Key words :hydraulic system;AM ESim;dynamic simulation;steering performance随着机电液一体化在现代设备中的应用,液压装置在工程车辆中的造价达到了20%~30%,有的甚至超过50%[1],因此在对液压系统进行设计和分析时,尤其是对液压元件的选型,没有必要对整车进行装配以及试运行来评价其优劣性,以免造成不必要的损失,而是采用计算机仿真技术来提前了解系统在运行时的各种特性,这样不仅可以缩短设计时间和提高系统稳定性,同时也提高了经济效益.某型工程车辆为全液压驱动系统,为了能够掌握车辆的转向性能,本文利用AMESim(advanced mod -eling environment for performing simulation of eng ineering systems)液压机械系统建模、仿真及动力学分析软件,对液压驱动系统进行建模分析,研究其转向过程中系统参数的主要特性.图1 动力传递示意图Fig.1 Schem atic diagram of power transmission1 工程车辆液压驱动系统原理工程车辆液压驱动系统的动力传递为分置式结构,即发动机带动主变量泵,经左右液压马达后传递至左右减速平衡箱,经减速后驱动左右轮使车辆行驶,具体动力传递路线如图1所示,具体液压驱动系统原理如图2所示.第6卷第4期2008年12月中 国 工 程 机 械 学 报CH INESE JOURNAL OF CON ST RU CT ION MACH INERY Vol.6No.4 Dec.2008图2 液压驱动系统原理Fig.2 Principles drawing of hydraulic driving system2 液压驱动系统模型的建立2.1 发动机模型的建立发动机作为车辆的心脏,其性能直接影响着车辆的动力性、经济性和排放污染等方面,所以发动机模型建立的优劣直接影响着仿真结果.2.1.1 发动机特性曲线对于工程车辆来说,反映发动机动力性和经济性最基本的特性曲线是发动机的速度特性,而外特性曲线是发动机的实用特性曲线,由于它反映了在实际运转条件下,发动机在某转速下所能达到的最大输出(有效)功率、转矩及其相应的比油耗,所以在建模过程中主要考虑发动机的外特性,图3~5依次为发动机外特性中的油耗曲线(油耗-转速)、转矩曲线(转矩-转速)、功率曲线(功率-转速).2.1.2 模型的建立发动机模型如图6所示:FXA1是1个循环子模型,它是根据ASCII 数据文件中定义的规则,输出输入的函数值.根据发动机的外特性参数,预先建立好1个发动机的扭矩-转速关系的ASCII 数据文件,PMV00是1个单位转换模型,它将1个量纲一的输入信号转换成旋转端的转速输出,可以将FXA1输出的量纲一信号转化为旋转信号;TT000是1个负载传感器,通常用在旋转负载和旋转轴之间,输出负载的值;RCON00是1个旋转节点子模型,它让2个或多个输出轴与1个输入轴相连.这四者的组合实现了发动机及分动箱的模拟.如图7所示,就可以实现发动机转速随扭矩变化的模拟(输入扭矩信号,输出转速信410 中 国 工 程 机 械 学 报第6卷号,输入输出信号都是量纲一的).2.2 其他元件模型的建立2.2.1 液压泵和液压马达[2]液压泵是理想的变量液压泵模型,它考虑了容积损失和机械损失.出口流速由轴转速、冲击损失、泵排量和入口压力共同确定.其容积效率和机械效率通过ASCII 文件用数组定义.由电比例控制液压泵,通过调节通过伺服控制阀的电流信号来控制变量泵的流量,使液压泵输出流量与输人电流成正比.液压马达的模型建立类似于液压泵.2.2.2 负载部分负载模型如图8所示,其中:RL01是1个简单的旋转负载动力学模型,它考虑了转动惯量、粘性摩擦、库仑摩擦和静摩擦.RN000是1个理想的齿轮减速器模型,它没有考虑机械效率.WT 000是1个角速度传图8 负载模型Fig.8 Model of load 感器,一般用于旋转负荷和旋转轴之间.SSINK 是1个单独的信号端口.FR1R000是1个旋转摩擦负载产生器.摩擦力仅库仑摩擦力,没有考虑转动惯量.UD00是1个信号发生器,可以在不同阶段加载不同信号.2.3 液压驱动系统模型的建立在AMESim 环境下,利用Sketch 模式并调用系统提供的液压库、机械库和信号库建立如图9所示的液压驱动系统仿真模型图.图9仿真模型基本按照其液压驱动系统来建立,液压驱动系统主要参数如表1所示.411 第4期陈永峰,等:工程车辆AM ES i m 建模与转向性能仿真图9 工程车辆液压驱动系统仿真模型Fig.9 Dynamics simulation model of the engineering vehicle for driving system表1 工程车辆液压驱动系统仿真参数Tab.1 Dynamics simulation parameters of the engineering vehicle for driving system 参数数值参数数值发动机额定转速/(r #min -1)2300补油压力/kPa 3分动箱传动比0.97减速平衡箱传动比33.7泵最大排量/(ml #r -1)125车轮半径/m 0.628马达最大排量/(ml #r -1)160车辆总质量/kg 15600溢流阀调定压力/kPa 40补油泵排量/(ml #r -1)20其他未注参数采用软件默认值3 模型参数特性分析3.1 液压马达负载参数[3,4]在该系统中,其液压马达负载参数是所有参数中最复杂的,也是最难确定的,除了液压元件的转动惯量、阻尼系数之外,减速平衡箱和机器自身质量折算到马达驱动轴上的转动惯量、阻尼系数也对液压系统产生很大的影响.按图10所示的传递路线,液压马达实际负载的等效模型如图11所示.在图10和图11中,H m 为马达轴的角速度;B m 为马达轴的粘性阻尼系数;J m 为马达轴转动惯量;K s1为轴1(液压马达轴)的刚度;H L为负载轴的角速度;B L 为负载粘性阻尼系数;J L 为负载的转动惯量;K s2为轴2(负载轴)的刚度;K se 为轴1和轴2对轴1系统的等效刚度,1K se =1K s1+n 2K s2;T 1液压马达作用在轴1上的力矩;B e 为B L 折算到轴1上的粘性阻尼系数;H 1为轴1的转角;J e 为J L 折算到轴1上的等效惯量.412 中 国 工 程 机 械 学 报第6卷3.1.1 负载扭矩为了仿真方便,在分析研究时假设车辆在直线行驶时负载均布在2个驱动边,所以需要计算单边液压驱动回路的驱动力F ks ,因此根据参考文献[5]分析,取整车行驶阻力的50%作为单边驱动的行驶阻力,即单边切线牵引力F ks 为F ks =0.5E F =0.5F k (1)式中:F 为整车行驶阻力;F k 为驱动轮滚动阻力.M k =F ks r k =0.5F k r k(2)式中:M k 为驱动轮驱动力矩;r k 为驱动轮的动力半径.设减速机构部分传动效率为G M ,马达驱动力矩为T 1,则有关系式:T 1n m G M =M k n L(3)式中:n m 为马达转速;n L 为驱动轮转速.故T 1=M k n L n m G M =M k i G M (4)式中:i 为减速传动比.3.1.2 转动惯量和粘性阻尼系数假设减速机构中齿轮系是理想的,即齿轮是绝对刚性的,齿轮的惯量和游隙为零.根据能量守恒原理有12J m X 2m +12J L X 2L =12J c m X 2m (5)X m =i X L(6)式中:X m 为马达轴的角速度;X L 为荷载轴的角速度.由式(5)和式(6)化简得J c m =J m +J L /i 2(7)机器本身折算到液压马达轴的转动惯量J e [6]为J e =m t 24P 2i 2=7800kg @(3.944m)24P 2@33.72=2.71kg #m 2式中:m 为车辆整机质量的一半,m =15.6kg @10002=7800kg ;t 为车轮每转机器前进的路程,t =2P r k =2@3.14@0.628m=3.944m;查阅有关液压元件样本知J m =0.0253kg #m 2,故J c m =J m +J L /i 2=0.0253kg #m 2+ 2.71kg #m 2= 2.7353kg #m 2 这样,便得到了马达和负载惯量折算到马达输出轴上的等效转动惯量.同理,可以求得马达和负载折算到马达输出轴上的等效粘性阻尼系数为B c m =B m +B L /i 2(8)由于B m 和B L 都比较小,这样B L /i 2就可忽略不计,取B c m =0.01N #m #(r #min-1)-1.3.1.3 扭转弹簧刚度假设减速机构的齿轮和齿轮轴为绝对刚度.因此,马达和负载转化至马达轴上的扭转弹簧刚度可以忽略.3.2 冲洗阀参数由参考文献[7]知,冲洗油量为系统总流量的2%~3%,由于系统的总流量Q =125ml #r -1@2300r #min -1=287.5L #min -1,取冲洗油量为Q c =287.5L #min -1@3%=8.625L #m in -1.4 车辆转向性能仿真仿真条件:仿真模型为所建立的整车驱动系统模型,仿真路面为沥青路面,仿真车速为车辆在Ò档工413 第4期陈永峰,等:工程车辆AM ES i m 建模与转向性能仿真况下.仿真结果见图12.图12 转向特性仿真曲线Fig.12 Simulation curve of steering work5 结论通过运用AM ESim 软件对某工程车辆液压驱动系统进行仿真,可以得出以下结论:(1)车辆在转向过程中,外侧马达的流量随着马达转速的增大而增大,内侧马达的流量随着马达转速的减小而减小.(2)车辆在转向过程中,内外侧马达的工作压力始终相等,并且都没有发生改变.(3)车辆在转向过程中,内侧轮滚动阻力矩增大,外侧轮滚动阻力减小.参考文献:[1] 黄宏甲,黄谊,黄积伟.液压与气压传动[M ].北京:机械工业出版社,2000.HUANG Hongjia,HUANG Yi,HUANG Jiw ei.Hydraulic and pneumatic transmission[M ].Beijing:China M achine Press,2000.[2] IM AGINE S A.AM ESim pdf version 4.2[R].[s.l.]:IM AGINE S A,2004.[3] 顾海荣.160ph 全液压推土机行驶驱动系统匹配研究[D].西安:长安大学,2004.GU Hairong.S tudies for the hydraulic driving s ystem matchi ng problem of 160ph hydrostatic bulldozer[D].Xi .an :Chang .an University,2004.[4] 焦生杰.沥青混凝土摊铺机液压驱动行驶与控制系统[D].西安:长安大学,2002.J IAO Shengjie.Hydraulic driving and control system for asphalt concrete paver [D].Xi .an:Chang .an Universi ty,2002.[5] 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ZF Lenksysteme GmbHThe Use of AMESim to Model Electromechanical Power Steering (EPS) SystemsBernd RommelZF Lenksysteme GmbH Schwäbisch Gmünd, Germany© Alle Rechte bei ZF Lenksysteme GmbH, auch für den Fall von Schutzrechtsanmeldungen. Jede Verfügungsbefugnis, wie Kopier- und Weitergaberecht, bei uns. All rights reserved.Abt.: ETCM10.04.2006 1 ETC06014.pptContents Table of Contents• The EPSapa Steering System • Overview • Basic Concept • Simulation Model • Components • Sensor Signals • Implementation of ECU Code • Code Handling • Parameter Handling • ECU Testing • Model Verification • ECU Testing • System Testing and Optimization • Conclusion© Alle Rechte bei ZF Lenksysteme GmbH, auch für den Fall von Schutzrechtsanmeldungen. Jede Verfügungsbefugnis, wie Kopier- und Weitergaberecht, bei uns. All rights reserved. 10.04.2006 2 ETC06014.pptAbt.: ETCMContents Table of Contents• The EPSapa Steering System • Overview • Basic Concept • Simulation Model • Components • Sensor Signals • Implementation of ECU Code • Code Handling • Parameter Handling • ECU Testing • Model Verification • ECU Testing • System Testing and Optimization • Conclusion© Alle Rechte bei ZF Lenksysteme GmbH, auch für den Fall von Schutzrechtsanmeldungen. Jede Verfügungsbefugnis, wie Kopier- und Weitergaberecht, bei uns. All rights reserved. 10.04.2006 3 ETC06014.pptAbt.: ETCMEPS APA System ZFLS - Servolectric® - EPSapa (Axis Parallel Activated)Function: • • • • Motor mounted parallel to the rack Transmission by belt drive and Transmission by ball and nut gear Steering torque sensor mounted at pinionAdvantages: • • • • • High efficiency of ball and nut gear High efficiency of belt drive High rack forces possible Compact and robust design Low noise emissions© Alle Rechte bei ZF Lenksysteme GmbH, auch für den Fall von Schutzrechtsanmeldungen. Jede Verfügungsbefugnis, wie Kopier- und Weitergaberecht, bei uns. All rights reserved.Abt.: ETCM10.04.2006 4 ETC06014.pptEPS APA System Basic DesignMotor Belt Drive Pinion Yoke ECU Housing Hand Wheel TeethRackTorque Sensor Screw Shaft Ball Screw Input Shaft© Alle Rechte bei ZF Lenksysteme GmbH, auch für den Fall von Schutzrechtsanmeldungen. Jede Verfügungsbefugnis, wie Kopier- und Weitergaberecht, bei uns. All rights reserved.Abt.: ETCM10.04.2006 5 ETC06014.pptContents Table of Contents• The EPSapa Steering System • Overview • Basic Concept • Simulation Model • Components • Sensor Signals • Implementation of ECU Code • Code Handling • Parameter Handling • ECU Testing • Model Verification • ECU Testing • System Testing and Optimization • Conclusion© Alle Rechte bei ZF Lenksysteme GmbH, auch für den Fall von Schutzrechtsanmeldungen. Jede Verfügungsbefugnis, wie Kopier- und Weitergaberecht, bei uns. All rights reserved. 10.04.2006 6 ETC06014.pptAbt.: ETCMEPSapa Simulation Model Main Components for SimulationTorque Sensor Unit Rack & Pinion GearTransmissionECUPMSM10.04.2006 7 ETC06014.ppt© Alle Rechte bei ZF Lenksysteme GmbH, auch für den Fall von Schutzrechtsanmeldungen. Jede Verfügungsbefugnis, wie Kopier- und Weitergaberecht, bei uns. All rights reserved.Abt.: ETCMEPSapa Simulation Model AMESim ModelECU Steering Column with Universal Joints MotorTorque Sensor Rack & Pinion Gear YokeReduction GearExternal Load Rack© Alle Rechte bei ZF Lenksysteme GmbH, auch für den Fall von Schutzrechtsanmeldungen. Jede Verfügungsbefugnis, wie Kopier- und Weitergaberecht, bei uns. All rights reserved. Abt.: ETCM 10.04.2006 8 ETC06014.pptEPSapa Simulation Model Signal InterfacesInternal interfaces Steering Torque Sensor External interfacesIgnition Steering Wheel AnglePMSM Motor Microcontroller SoftwareCAN • Engine Speed • Vehicle Speed Power supply • DiagnosisMotor Positioning Sensor Temperature Control© Alle Rechte bei ZF Lenksysteme GmbH, auch für den Fall von Schutzrechtsanmeldungen. Jede Verfügungsbefugnis, wie Kopier- und Weitergaberecht, bei uns. All rights reserved.Abt.: ETCM10.04.2006 9 ETC06014.pptEPSapa Simulation Model Signal InterfacesECU Level 1 Functions Vehicle SpeedPower Supply PMSM Motor Motor Speed SensorSteering Wheel Angle Sensor Steering Torque Sensor© Alle Rechte bei ZF Lenksysteme GmbH, auch für den Fall von Schutzrechtsanmeldungen. Jede Verfügungsbefugnis, wie Kopier- und Weitergaberecht, bei uns. All rights reserved.Abt.: ETCM10.04.2006 10 ETC06014.pptContentsTable of Contents•The EPSapa Steering System•Overview•Basic Concept•Simulation Model•Components•Sensor Signals•Implementation of ECU Code•Code Handling•Parameter Handling•ECU Testing•Model Verification•ECU Testing•System Testing and Optimization•ConclusionFunction DevelopmentECU Code HandlingSimulation model and hardware sharethe same code!Simulation EnvironmentAMESimHardware TestingVehicle Testing Test BenchVehicleVehicle Application and System TuningUsing ETAS INCAExport ApplicationVehicleExcel Parameter Importand TuningParameter Import, Tuning and Export for Simulation using ExcelAMESim Model using original Code and ParametersExport for SimulationExport ApplicationVehicleExcel Parameter Importand TuningSimulation model and hardware share the same application parameters!AMESim ModelContentsTable of Contents•The EPSapa Steering System•Overview•Basic Concept•Simulation Model•Components•Sensor Signals•Implementation of ECU Code•Code Handling•Parameter Handling•ECU Testing•Model Verification•ECU Testing•System Testing and Optimization•ConclusionECU TestingInput signals fromvehicle measurement•torque sensor•steer angle•motor speed•vehicle velocityOutput Signals forComparison•ECU target torqueModel verifiedSystem TestingInput signals from vehicle measurement •steer angle velocity •rack force •vehicle speed Output Signals for Comparison•steering torque •torque sensor signal •ECU target torque •Motor speed steeringvelocityvehicle speedrack forcemotor speedECUtargettorquetorquesensorsignalsteering torqueSystem TestingVehicle Test: Steering VelocitySinus steering with constant steering wheel angle and increasing steering velocitySystem OptimizationEarly development stage and prototype testing•Vehicle testing•Detection of discontinuous steering torque •Simulation:•Pinpointing the problem•Identification and optimization of critical parametersContentsTable of Contents•The EPSapa Steering System•Overview•Basic Concept•Simulation Model•Components•Sensor Signals•Implementation of ECU Code•Code Handling•Parameter Handling•ECU Testing•Model Verification•ECU Testing•System Testing and Optimization•ConclusionConclusion•The EPSapa System of ZFLS has been introduced•A simulation model of the system has been derived•A method to implement controller functions and application parameters into the ZFLS simulation environment has been shown, making parameter and system tuning possible•ECU Functions developed by software engineers can be tested and evaluated •Measurements conducted on a test bench or in the vehicle can be reproduced by simulation models•System evaluation and optimization, as well as stability and sensitivity analysis of EPS systems are performedThank you for your Attention !。