目录
- 前言
- 1. 理论模型
- 2. Simulink模型
- 3. CarSim验证
- 总结
还是碎碎念 我看了下我的整车模型，轮胎模型是跟着CDSN做的，没什么好说的，另一个是找不到信息，或者缺点参数是转向系统模型 因为这是我自己琢磨出来的，有些地方还没有彻底理解，请多给大佬指教！ 虽然我会尽力检查，但是公式可能还是会出错。小心吃！
前言
??我的毕业设计研究了分布式驱动差动协同主动转向控制策略。构建前轮电动动力转向系统模型时，主要参考的论文是程的硕士论文《电动动力转向系统建模与模拟分析》和任的硕士论文《基于底盘协同的电动轮驱动汽车横向稳定性控制》，但由于对其中一些参数了解不透彻，很难从CarSim找到相应的参数，另一方面，我建立的模型还不够清楚。我真的不能改变它。最后，我推导了它一次，简化为两个状态空间方程和一个传输函数。
??一般来说，该系统的输入量只有方向盘角和地面反馈给车辆的正转矩和差动转矩，我直接使用魔术公式的正转矩获得后两个。具体参考以下链接，需要注意的是，链接中的图片和我的图片与余志生主编的《汽车理论》第五版图5-21的正负关系相反，也与CarSim相反，我在公式中加了一个负号。
https://www.cnblogs.com/xpvincent/archive/2013/02/03/2890802.html ??对于驾驶员的手动输入，我可以直接通过方向盘角乘系数或检查表获得。因为我控制速度均匀，我可以直接乘坐系数。如果您检查表格，请参考王王王宇编辑的汽车设计（事实上，我不知道这是否正确。如果不正确，请在评论或私人聊天中指出） ??以下是最终车辆模型和前轮电动动力转向系统模型。
1. 理论模型
??根据前轮电动动力转向系统各部件的功能，分为方向盘、转向柱、动力电机、小转向齿轮、齿条、轮胎六部分，简化其他连杆、通用接头等部件。简化的转向系统模型如图2-3所示，转向系统参数如表2-1所示。根据牛顿定律建立各部分之间的动力学关系。
| 符号 | 参数名称 | 数值 | 单位 |
|---|---|---|---|
| Kc | 传感器扭杆刚度 | 135 | N·m/rad |
| Jc | 转向盘旋转惯量 | 0.086 | kg·m2 |
| Bc | 转向轴阻尼系数 | 0.05 | N·m·s/rad |
| Jcl | 向下转向柱旋转惯量 | 0.02 | kg·m2 |
| Bcl | 下转向柱阻尼系数 | 0.05 | N·m·s/rad |
| Km | 电机转动刚度系数 | 130 | N·m/rad |
| Jm | 电机旋转惯量 | 0.0024 | kg·m2 |
| Cm | 电机阻尼系数 | 0.032 | N·m/rad |
| mr | 齿条质量 | 1.830 | kg |
| br | 齿条阻尼系数 | 7.9 | N·s/m |
| G | 减速器减速比 | 16.5 | —— |
| rp | 小齿轮半径 | 0.0068 | m |
△ 图源：我的毕设论文 参考文献：程描亮. 电动助力转向系统的建模和模拟分析[D]. 重庆: 重庆大学机械工程硕士论文， 2016.
△ 这里的输入输出主要取决于您的系统输入输出，并设置传动系统的角传动比i=20。
2. Simulink模型
??从理论模型可以看出，该模型主要包括传动系统和动力电机系统两个状态空间方程。根据理论模型设置每个系数矩阵，其中传动系统的系数矩阵设置如图2-4所示，动力电机系统也是如此。
??脉宽调节控制电压通过控制器调节目标电流和检测电流(由助力电机状态方程输出)的差控制器反映在Simulink模型中即为MATLAB Function，为了减少输入，代码贴片如下，xe和xm理想模型中的分别对应θe和θm。
function ua = fcn(Im,xm,xe) Rm=0.3; G=16.5;
Km=130;
Kt=0.08;
Iref=Km*(G*xe-xm)/G/Kt;
ua=Rm*(Iref-Im);
3. CarSim验证
由于这是最后构建起第三个整车模型才重新建立的转向系统（一开始设定车轮转角为0，先让其他都运行起来，总的来说就是太难了），并没有一对一的对应CarSim模型，但是通过设定相同的方向盘转角输入，对比CarSim和Simulink模型的输出，是可以完成验证任务的。具体Simulink的模型连接和CarSim的设定可以参考本系列文章《【整车Silmulink模型】（一）整车动力学模型》，主要是我没找到完全对应的文件，，我怕说多错多就不好了。。
直接在整车模型做对比的方式更加加单，即让CarSim和整车模型同时完成同一个方向盘在1s内从0转到180°的动作，对比车轮转角输出即可。需要注意的是，本文转向传动系统使用的参数基本采用程述亮论文，故图2-6对比曲线并没有完全一致，但趋势是一致的。
总结
本文根据车辆转向传动系统的动力学特点，通过两个状态空间方程、一个控制器和一个传递函数建立了Simulink主动前轮电动助力转向系统模型，并使用CarSim模型警醒进行对比验证。考虑研究重点，此系统未考虑变传动比空转行程。为便于大家理解，最后放上我的推导笔记。