汽车主动转向系统设计及控制特性研究
发表时间：2020-01-13T16:59:54.047Z 来源：《基层建设》2019年第28期作者：鲍培兴
[导读] 摘要：随着汽车性能的逐渐提升，人们对汽车驾驶过程中的稳定性、安全性和操作灵活性提出了更高的要求，因此，在汽车研究的过程中，必须要保证汽车的相关性能满足人们对汽车越来越高的要求，而汽车主动转向系统的应用不仅能够保证汽车具备一定的操作灵活性，还能够保证汽车在驾驶的过程中具备良好的稳定性和安全性，所以探究汽车主动转向系统的设计流程，如何能够更好的对汽车主动转向系统进行控制，是当前汽车转向系统设计相关负
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摘要：随着汽车性能的逐渐提升，人们对汽车驾驶过程中的稳定性、安全性和操作灵活性提出了更高的要求，因此，在汽车研究的过程中，必须要保证汽车的相关性能满足人们对汽车越来越高的要求，而汽车主动转向系统的应用不仅能够保证汽车具备一定的操作灵活性，还能够保证汽车在驾驶的过程中具备良好的稳定性和安全性，所以探究汽车主动转向系统的设计流程，如何能够更好的对汽车主动转向系统进行控制，是当前汽车转向系统设计相关负责人员的主要责任和义务。
基于此，本文通过分析汽车主动转向系统的相关概念，探究如何进行更好的设计和控制，从而提高人们驾车过程中的安全性和稳定性。
关键词：汽车；主动；转向系统；设计；控制特性
引言:汽车主动转向系统的设计是基于智能化技术和机械技术应用下发展出来的汽车智能化系统，通过这一系统的设置，可以保证驾车的舒适性，在一定程度上提升了车辆的整体实用性能。
由于传统的转向系统不具备主动性，汽车在速度较低进行转向的过程中，需要驾驶人员转向的幅度相对较大，而在高速进行转向的过程中，由于转向的灵敏度增加，所以导致驾驶员给予很小的转动动作，就可以保证转动的角度相对较大，从而使整个汽车的安全性得不到良好的保障，因此传统的汽车转向系统使汽车的使用性能大大降低，并且也不能够保证驾驶人员和车内其他乘客的安全，所以，在汽车中设置主动转向系统是当前改善汽车性能的重要措施。
一、主动转向系统与传统转向系统相比具备的优点
与传统的转向系统相比，智能主动转向系统具备的优点主要体现在以下几个方面，第1个方面是由于传统的转向系统必须驾驶人员实施一定的操作，但是可能会由于驾驶人员出现疲劳驾驶或者分神的现象，在应该转向时没有进行转向操作，从而引起交通事故以及危害人身安全。
而主动转向系统可以根据驾驶的实际情况保证转向系统在应该转向时进行转向操作，从而在一定程度上增加了驾车的安全性。
同时两种转向系统在转动角度方面的对比也体现出了主动转向系统的优势，例如在低速行驶的过程中，传统转向系统的转动方向与方向盘的转动方向不一致会增大转动的角度，而主动传动系统中方向盘的转动方向和转动电机的转动方向基本一致，所以，可以在一定程度上减小转动的角度。
在高速行驶时，由于传统转动电机的方向和方向盘的方向一致，所以方向盘转动的幅度较小时，汽车转动的角度也相对较大，因此增加了危险性，而主动转动系统中，转动电机的方向在高速行驶时会和方向盘的转动方向不一致，从而在一定程度上增加了操作人员，转动方向盘的转动角度，因此也间接的提升了汽车的行驶安全性。
第2个方面是主动式转向系统和传统的转向系统相比在纠正转动方向时也有一定的优势，例如主动式转向系统，能够保证汽车在直线行驶的过程中可以更加稳定，并且通过计算的方式计算出相应的车速，以及通过车轮上的传感器可以监测到车辆上的转向轮是否具备一定的稳定性，而传统的转向系统必须人为设置相应的传动方向，并且还需要根据行车经验判断车辆的转动角度，从而在一定程度上降低了车辆行驶的安全性。
总而言之，主动转向系统与传统转向系统相比，不仅能够保证汽车具备一定的安全性和稳定性，还能够帮助驾驶人员进行危险的判定，从而保证驾驶人员的安全。
二、汽车主动转向系统的设计
要想明确汽车主动转向系统的实际设计方案，必须要了解汽车主动转向系统所包含的结构以及实际的工作原理，当前汽车主动转向系统所包含的关键组成结构有转向盘，转距传感器，转向输入轴以及配备涡轮蜗杆的双行星齿轮系和助转角电机，及转向拉杆等。
同时在转向的过程中，为了保证能够实现智能化，还配备了车身动态测试信号，车身中的运动状态不在正常范围以内，将通过测试信号传输到转距传感器和转向盘上。
在汽车主动转向系统的设计过程中，除了要明确转向系统中所需要的所有零部件的型号和类型以外，还需要明确这些零部件在主动转向系统中具备的功能，例如转向盘是让驾驶员可以通过转向盘的操作，实现汽车车身的转动以及车轮的转动，而ECU电控单元可以实现汽车车速的收集以及转动角度的收集，然后将这些信号传输给转向控制系统中，从而保证转向盘能够实现自动转动，并且提示驾驶人员进行转动操作。
在转动系统中还添加了助转角电机，转角电机的作用是一旦转向传输系统出现问题，助转角电机可以帮助转向盘能够提供更好的转向性能，从而使操作的灵敏度提高，可以在一定程度上保护驾驶员的安全。
在汽车主动转向系统设计的过程中，主要分为两部分，首先是主设计部分，主设计部分包括方向盘操纵的机构，主动转向的电机机构以及双行星齿轮机构和齿条机构减速机机构等，还有一些配合主动转向系统的零部件，例如车速传感器，ECU等。
三、汽车主动转向系统控制特性分析
汽车主动转向系统控制特性分析的过程中首先要明确，汽车主动转向系统的控制性能需要达到什么要求。
当前我国汽车主动转向系统应该达到的要求首先是需要在转向时具有可靠的操作性能。
例如在汽车进行高速行驶的过程中，如果会出现急转弯现象，需要保证驾驶员在操作转向系统时，能够通过主动转向系统及时的将车辆进行急转弯操作，并且还要保证汽车在直线行驶的过程中，即使遇到了大风等恶劣天气，也可以通过主动转向系统控制车辆的直线行驶。
其次是要保证主动转向系统，可以比传统转向系统有更快的反应能力，例如驾驶员在驾驶汽车的过程中，如果前方发生了紧急情况需要进行急转弯操作时，必须要保证主动转向系统能够控制整个汽车进行急转弯操作，并且还要保证其能够快速的操控汽车进行急转弯。
然后是要保证主动转向系统中的转向助力系统，可以根据车速的变化及时的进行转变，从而保证主动转向系统具备一定的灵活性，同时转向助力系统是保证能够帮助驾驶人员操控汽车转弯的系统，因此转向助力系统也需要具备一定的灵敏性和轻便性。
最重要的是要保证主动转向系统具备良好的稳定性，一旦主动转向系统在控制汽车转弯的过程中不具备稳定性，可能造成汽车事故频发，从而严重的影响人们的身心健康。
因此保障主动转向系统可以在提高控制特性的前提下，具备一定的稳定性，是当前主动转向系统发展的主要方向。
在控制特性分析时，首先要确保主动转向系统中的电机能够有良好的运行状态，电机是为主动转向系统提供操作和控制的器件，所以，在探究控制特性时，要研究电机是否具备良好的运转性能。
当前，在提升电机控制特性时，采用的主要方式是使用PID控制系统，利用这种系统可以提高电机的抗干扰能力和提升相应的反应灵敏度。
结束语
随着社会的不断发展，人们对汽车性能的要求越来越高，但是由于现阶段汽车在驾驶的过程中可能会有危险事故的发生，因此不断提
升汽车的安全性能和稳定性能，是当前汽车研究的主要方向。
同时相关人员必须要保证汽车中的主动转向控制系统能够有更好的性能，只有这样才能够使我国的汽车行业得到良好的发展，保证汽车不仅能够为人们出行带来方便，还能够保障人们的生命安全。
参考文献：
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