关于线控转向系统中力反馈的探究

简介：
本研究聚焦于线控转向系统的力反馈机制，探讨其在提高驾驶安全性和操控性能中的作用，旨在优化设计以增强用户体验。 线控转向系统（Steer-by-Wire, SBW）是一种先进的汽车转向技术，它取消了传统的机械连接方式，即驾驶员的转向盘与车辆前轮之间不再有物理联系。为了替代这种传统连接机制，需要实时向驾驶员提供路感反馈，这包括传达车辆行驶状态和路面状况的信息。此功能通过电机实现模拟出类似传统系统中的触觉感受来完成，使驾驶者能够了解汽车的实际运行情况。 在研究线控转向系统的力回馈控制时，重点在于开发有效的上层与下层控制策略。上层控制主要根据车辆的状态参数生成方向盘的回正扭矩，并通常采用扭杆弹簧模型进行建模，该模型下的回复扭矩和转角呈线性关系。其目的是让驾驶员在偏离中间位置转动方向盘时感受到相应的力矩，随着转向角度增加这种力矩逐渐减少至合理水平，以避免过度施加力。 下层控制则更注重电机电流的调控工作，通过比例积分（PI）控制器调节电流来达成目标路感电流。该层级需要适当调整PI控制器的比例系数和积分系数以便精确控制电机电流，从而确保反馈力度的真实性和准确性。 研究人员还探讨了不同驾驶员模型中的参数设置对转向盘转角追踪性能及力回馈效果的影响，并通过遗传算法优化这些关键参数以提高整体表现。这表明技术手段的不断进步可以帮助改善线控系统的操控体验，使之更加贴合驾驶者的习惯和车辆的实际需求。 文中提到方向盘扭矩的特点是与转动角度以及侧向加速度呈正比关系，这对设计力回馈控制策略至关重要。研究者通过构建包含驾驶员在内的模型来模拟转向行为，并利用PID调节生成所需的方向盘扭矩。 整个系统包括了从接收方向转角输入信号（例如双扭线测试、蛇形行驶等）到路感算法输出目标电流值的闭环过程，最终目的是确保电机能够准确地执行指令以实现预期力回馈效果。 综上所述，这项研究涵盖了建模、控制策略设计与优化、参数匹配以及系统闭合环试验等多个方面。通过深入探索可以使得线控转向技术更好地模拟传统驾驶感受，并根据个人偏好和车辆特性进行个性化调整，从而提高行车的安全性及舒适度。