《基于MATLAB和Simulink的电动汽车助力转向控制系统仿真研究12000字（论文）》

基于MATLAB和Simulink的电动汽车助力转向控制系统仿真研究电动汽车助力转向控制系统是一种新兴的辅助系统，它是控制领域在21世纪的重要应用。电动汽车助力转向控制是助力转向控制中最复杂的，其主要是由方向盘输入人的力，再通过电机进行模拟输出到转向轮上进行辅助控制转向，由于系统变量的增多、阶次的增高、基座运动和控制的耦合特性，与早期的液压助力以及机械助力相比，其非线性、耦合性、多变量特性更加突出，从而增加了控制的难度。本文通过使用MATLABSimulink中的虚拟现实技术，在计算机上仿真电动汽车助力转向控制系统，运用Simulink模拟进行稳定性控制，其中涉及到了电机以及控制器的参数整定、双输入双输出系统耦合特性的分析与解耦控制器的设计。关键词：助力转向系统；模拟；辅助目录1. 引言 引言1.1引言随着大数据时代的来临，汽车操纵系统的自动化、智能化已然是现代化汽车驾驶的发展趋势，未来汽车自动化驾驶，动力管理也为汽车驾驶的安全性、可靠性提供了保障。电动汽车助力转向系统则在现阶段有助于操控汽车。电动汽车助力转向系统有利于汽车驾驶者精准操控汽车方向，同时有助于未来自动驾驶系统的推进，是科技发展的主流趋势。为实现电动汽车助力转向系统的信息获取更集中，管理更高效，转向时力量输出更稳定，本文将会对电动汽车助力转向系统进行简单且浅显的研究，针对该系统进行Simulink仿真。电动汽车助力转向系统包含了角速度检测系统、电机控制系统、电机系统，采用电动机驱动转向轮的方式，是近年来最佳的助力转向方式。近年来获得了良好发展，具有无比优越的灵活性、良好的力度调整特性、响应特性、效率高、噪声低等优点。为了满足汽车日益增长的高信息化、高安全性的需求，建立一套可靠的电动汽车助力转向系统就显得尤为重要。本课题根据研究需要，采用Matlab/Simulink仿真的方式，设计电动的汽车助力转向系统。通过这样来寻求驾驶员可以更安全的控制汽车行驶的方向。1.2课题设计背景电动助力转向系统(

EPS,Electric

Power

Steering)将会在未来统治转向系统市场。该系统目前是一个热门的发展方向。该系统由电动机提供给方向盘扭矩速度转向，省去了发动机上安装液压维修系统所需的维修泵、油泵、转向液压、运输带和皮带轮，在保护环境的同时节约了能源。此外，它易于调整，灵活的调整与安装和提供服务的不同情形下的一系列新特点。这些都是电气服务器系统作为一种新的转向技术的优点，它将挑战已有50多年历史的著名液压控制系统，也就是液压转向系统。电动助力转向系统是于20世纪80年代中期提出来的。该技术发展最快、应用较成熟的

当属TRW转向系统和Delphi

Sagiaw转向系统，而Delphi

Sagiaw

转向系统又代表着转向系统发展的前沿。她是一个于20世纪50年代把液压助力转向系统推向

市场的，从此以后，Delphi

转向发展了技术更加成熟的液压助力系统，使大部分的商用汽车

和约50%的轿车装备有该系统。现在,Delphi转向系统又领导了汽车转向系统的一次新革命,那就是电动助力转向系统。电动助力转向系统符合现代汽车机电一体化的设计思想，该系统由转向传感装置、车速传感器、助力机械装置、提供助力转向电机及微电脑控制单元组成。该系统工作时，转向传感器检测到转向轴上转动力矩和转向盘位置两个信号，与车速传感器测得的车速信号一起不断地输入微电脑控制单元，该控制单元通过数据分析以决定转向方向和所需的最佳助力值，然后发出相应的指令给控制器，从而驱动电机，通过助力装置实现汽车的转向。通过精确的控制算法，可任意改变电机的转矩大小，使传动机构获得所需的任意助力值。EPS在日本最先获得实际应用，1988

年日本铃木公司首次开发出一种全新的电子控制

式电动助力转向系统，并装在其生产的Cervo车上，随后又配备在Alto上。

此后，电动助力转向技术得到迅速发展，其应用范围已经从微型轿车向大型轿车和客车方向发展。日本的

大发汽车公司、三菱汽车公司、本田汽车公司，美国的Delphi

公司，英国的Lucas公司，德国的ZF公司，都研制出了各自的EPS.电动动力转向装置将最新的功率电子高科技和电机控制高性能电机等技术应用于汽车的转向系统，此举使得动态性能和静态性能大大的提高了，同时行驶中的舒适性和安全性也得到了有效的提高，同时做到了降低环境污染。因此，提案的系统接到了很多大型汽车制造商的支持，与此同时他们开展了开发和研究。在将来的转向系统中，电动动力转向将击败机械液压助力转向成为主流。与其他控制系统相比，该系统的独特优势在于:

(1)降低油耗。(2)改进转向监控。(3)转向柱正特性得到了改善。(4)提高操作的稳定性。(5)提供可变伺服控制。(6)采用“绿色能源”来适应现代汽车的要求。(7)系统结构简单，空间小，布置舒适，性能优越。(8)

生产线装配得很好。1.3助力转向系统简介1.3.1助力转向系统种类一般分为机械液压助力、电子液压助力、电动助力。（1）机械液压助力转向（如图1.1）图1.1机械液压助力转向机械式的液压动力转向系统一般由液压泵、油管、压力流量控制阀体、传动皮带、储油罐等部件构成。工作原理是通过液压泵提供油压推动活塞，进而产生辅助力推动转向拉杆，辅助车轮转向。这类车尤其在低速较大转弯时，觉得方向比较沉，发动机也比较费力气。由于液压泵的压力很大，也比较容易损害助力系统。一般经济型轿车使用机械式液压助力系统的较多。（2）电子液压助力转向（如图1.2）图1.2电子液压助力转向主要由储油罐、助力转向控制单元、电子泵、转向机、助力转向传感器等构成，电子式液压助力采用的是由电力驱动的电子泵，其中助力转向控制单元和电子泵是一个整体结构。电子式液压助力转向由电子控制单元根据车辆的行驶速度、转向角度等信号计算出的最理想状态，让转弯与行驶更流畅。电子液压助力转向系统是目前采用较为普遍的助力转向系统。（3）电动助力转向（EPS）（如图1.3）图1.3电动助力转向一般是由转向传感器、电子控制单元、电动机、减速器、机械转向器、以及电源构成，各种结构不尽相同。没有了液压助力系统的液压泵、液压管路、转向柱阀体等结构，结构简单。在电子控制单元控制下，汽车能容易地实现可变助力功能，即在车速较低的时候助力能量大，方向盘轻，车速高时助力能量小，方向盘重。如果不转向，则本套系统就不工作，处于休眠状态等待调用。1.3.2电动汽车助力转向原理EPS的基本原理是：转矩传感器与转向轴（小齿轮轴）连接在一起，一旦电路板加速度发生变化，转矩动量传感器将会开始工作，将扭杆输入发生过程中输入入口和输出出口搜索产生的相对旋转角转化为电信号发送给ECU，根据车辆速度传感器和转矩动量传感器的信号来确定旋转方向和功率电流的大小，从而完成对转向时间的控制。因此，可以很容易地实现在不同转速下赋予方向盘不同的转向助力效果，保证汽车在轻低速和灵活变速时行驶平稳可靠。电动助力转向系统是在传统机械控制系统的基础上发展起来的。它利用发动机产生的电动助力，通过力作用在方向盘上帮助驾驶员进行控制操作。系统主要由三个主要部件组成，包括特征信号（包括转矩动量传感器、转角传感器和车速传感器）、服务器程序机构（发动机、离合器、减速刹车）和电子控制装置。发动机只在需要通电时工作，当驾驶员工作于方向盘时，产生相当于驾驶人产生力大小的电压再通过动量角传感器和转向指示灯，车辆的速度传感器检测车辆的速度信号，所述控制单元根据所述激励信号和所述转速信号给出控制发动机转速的指令，从而产生所需的服务请求。1.3.3电动汽车助力转向系统控制算法电动汽车助力转向系统仿真是检验各种控制算法、研究控制理论很有效的实验设备。目前应用在电动汽车助力转向上的算法主要有以下几点：（1）经典控制理论：典型的单输入（力）双输出（角度和位移）的控制，设计PID控制器实现控制。经典控制理论的局限性在于只适用于简单的路况下的转向控制助力，无法用于各种复杂情况下的助力转向控制系统。（2）现代控制理论：通过对电动汽车助力转向系统物理模型的分析，建立系统的动力学模型，然后使用状态空间理论实现对电动汽车助力转向系统的控制。（3）模糊控制理论：采用模糊化、模糊推理、解模糊等运算的模糊控制方法，其主要任务是对模糊控制器的设计。（4）神经网络控制理论：神经网络能够充分逼近复杂的非线性关系，学习与适应严重不确定系统的动态特性，所有定量与定性的信息都等势分布储存于网络的神经元，与其他控制方法结合实现对电动汽车助力转向系统的稳定控制。（5）拟人智能控制理论：无需了解被控对象的数学模型，依靠我们的知识、直觉和经验，并借助计算机快速模拟控制经验，实现对电动汽车助力转向系统的控制。1.4电动汽车助力转向系统研究发展及现状EPS技术国内外研究现状从EPS控制策略的演变趋势来看，控制信号将不再依赖于车辆的速度和转矩速度信号，而是根据板的强度、控制率、横向加速度、重力加速度等信号来匹配汽车的综合控制特性，达到更好的控制感。这方面的研究已经开始。从国内外的研究来看，EPS今后的研究主要集中在以下几个方面:EPS有助于控制策略。伺服辅助控制是一个基本的控制模块，在控制过程中，通过减速机构，使大功率发动机的转向力矩作用在机械控制系统上，从而降低控制板的功率。功率大规模控制策略的主要目标是根据伺服控制的特性曲线确定伺服发动机的功率，帮助驾驶员实现汽车的方向盘驱动。控制策略是EPS研究的重点。系统匹配技术。动力辅助性能的匹配、发动机与刹车机构的匹配、传感器的匹配以及EPS系统与其他部分系统的匹配是优化驱动的关键。可靠性。控制系统是运行的生命线之一，必须非常可靠。EPS加入到好的机械结构中，还需要好的软件支持，因此对EPS的可靠性提出了很高的要求。经过近20年的发展，电动汽车转向助力系统技术越来越成熟，使用范围从最初的加速负载小到控制辅助的EPS微型车先进的大型车、商务人员用车、卡车。开发EPS系统支持，以及低速支持，旋转注射器协助全速服务器发展。由于技术、生产和维护成本的原因，目前的汽车助力中的系统仍然是液压运行的HPS（包括ECHPS、EHPS）为主。基于生产线的管理系统由于高昂的成本和现有的监管限制，很难在不久的将来对车辆进行更新。EPS具有很多优点，例如在新能源汽车停车时有所帮助，环境管理方面也会有所进步，EPS替代HPS是未来一段时间内汽车导向系统发展的趋势。MatlabSimulink仿真电动汽车助力转向控制系统2.1matlabSimulink简介全世界数以百万计的工程师和科学家使用MATLAB分析和设计系统和产品，改变我们的世界。基于矩阵的MATLAB语言是世界上表达计算数学最自然的方式。内置图形使可视化和从数据中获得见解变得容易。桌面环境邀请实验、探索和发现。这些MATLAB工具和功能都经过严格的测试和设计，可以一起工作。MATLAB帮助您将您的想法超越桌面。您可以在更大的数据集上运行分析，并扩展到集群和云。MATLAB代码可以与其他语言集成，使您能够在web、企业和生产系统中部署算法和应用程序。具体的功能示例：进行精确的数学计算（高数，概率，线代方程，尤其擅长矩阵），三维建模画出立体图形，与C++，Python等混合编程，用simulink3Danimation

做3D机械运动模型，较高级别的电路仿真，可以与精密仪器结合计算数据并绘制图像，可以做音乐,哈哈甚至可以用来修图等等多种功能。MATLAB有两种基本的数据运算量：数组和矩阵，单从形式上，它们之间是不好区分的。每一个量可能被当作数组，也可能被当作矩阵，这要依所采用的运算法则或运算函数来定。在MATLAB中，数组与矩阵的运算法则和运算函数是有区别的。但不论是MATLAB的数组还是MATLAB的矩阵，都已经改变了一般高级语言中使用数组的方式和解决矩阵问题的方法。在MATLAB中，矩阵运算是把矩阵视为一个整体来进行，基本上与线性代数的处理方法一致。矩阵的加减乘除、乘方开方、指数对数等运算，都有一套专门的运算符或运算函数。而对于数组，不论是算术的运算，还是关系或逻辑的运算，甚至于调用函数的运算，形式上可以当作整体，有一套有别于矩阵的、完整的运算符和运算函数，但实质上却是针对数组的每个元素施行的。MATLAB把矩阵独立地当作一个运算量来对待后，向下可以兼容向量和标量。不仅如此，矩阵和数组中的元素可以用复数作基本单元，向下可以包含实数集。这些是MATLAB区别于其他高级语言的根本特点。以此为基础，还可以概括出如下一些MATLAB的特色。MATLAB具有很强的开放性和适应性，当用户启动MATLAB后，将看到MATLAB桌面，主要桌面工具包括：命令窗口、历史命令窗口、当前路径浏览器、工作空间浏览器等。图2.1/2.2Simulink与matlab界面为何采用matlab：1.高效的数值计算功能。目前其他编程语言以及其他类似的数学软件无可替代；2.完备的计算结果和编程可视化功能。这一点其他软件，无可替代；3.接近数学表达式的自然化m语言。非常易于学习和掌握；Matlab软件就是一个编程开发环境，自带的m语言简单易用，有编程开发经验的人应该是非常容易掌握的，支持面向对象编程。4.功能丰富的应用工具箱与Help系统，目前Matlab的工具箱总数很多，覆盖了数学，统计，仿真，电子，生物信息学，金融，测试等等各个方面。2.3电动汽车助力转向控制系统设计电动助力转向系统(EPS)

构造与原理电动机械式助力转向系统(EPS)

没有了液压助力系统的液压泵、液压管路、转向管柱阀体等结构，结构非常简单，,通过减速器以纯机械方式将电机产生的助力传递到转向系统上。EPS电动助力转向系统是机电体化的产品，它由转向管柱、扭矩传感器、伺服电机、控制模块等组成。（1）电动助力转向系统原理车辆启动后系统开始工作，当车速小于一定速度(如80km/h)

，

这些信号输送到控制模块，控制模块依据转向盘的扭矩、转动方向和车速等数据向伺服电机发出控制指令，使伺服电机输出相应大小及方向的扭矩以产生助动力，当不转向时，电控单元不向伺服电机发送扭矩信号，伺服电机的电流趋向于零。因此，在直行驾驶而无需操作转向盘时，将不会消耗任何发动机的动力，降低了燃油消耗。本系统提供的助力转向与车速成反比，当车速在一定速度(如80km/h)

或以上时，伺服电机的电流也趋向于零，所以车速越高助力越小。因此,无论在高速、低速行驶操作过程中汽车具有更高的稳定性，驾驶员自身保持均衡不变的转向力度。（2）双小齿轮双小齿轮电控机械助力转向系统中，由转向小齿轮和传动小齿轮将必需的转向力传递给齿条。驾驶员施加的扭矩通过转向小齿轮来传递,而传动小齿轮则通过蜗杆传动装置传递电控机械助力转向系统电机的支持扭矩。（3）转向器转向器由转向扭矩传感器、扭转杆、转向小齿轮、传动小齿轮、蜗杆传动装置以及带控制单元的电机构成。（4）电机及控制单元用于转向支持的电机带有控制单元和传感单元，它安装在第二个小齿轮

上。这样就建立了转向盘和齿条之间的机械连接。因此，当伺服电机失灵时，车辆仍可以通过机械传动进行转向。（5）转向角度传感器转向角度传感器位于复位环后侧，复位环上带有一个安全

气囊滑环。转向角度传感器通过CAN数据总线将信号传递到转向管柱电子控制单元J527,此控制单元获悉了转向角度的大小。转向管柱电子控制单元中的电子装置分析这个信号。（6）转向扭矩传感器转向扭矩传感器将转向盘扭矩直接传递给转向小齿轮。传感器根据磁阻原理进行工作。为了确保最高的安全性，它采用了双重结构(冗余结构)。转向管柱连接在扭矩传感器上，转向器通过扭转杆连接在扭矩传感器上。连接转向管柱的元件上有一个磁极转子，在这个转子中不同磁极的24个区域轮流交替。每次使用两个磁极来进行扭矩分析。（7）回转子转速传感器转子转速传感器是电控机械助力转向系统电机的组成部分。无法从外部接触到转子转速传感器。驾驶员转动转向盘时，转向支持开始;由于转向盘上扭矩的作用，转向器中的扭矩杆转动。转向扭矩传感器J269

探测扭矩杆的转动，并将探测到的转向扭矩传递给控制单元;转向角度传感器通知当前转向角度，而转子转速传感器通知当前转向速度;控制单元根据转向扭矩、车速、发动机转速、转向角度、转向速度和控制单元中的特性曲线计算出必需的支持扭矩，并启动电机;由第二个平行作用于齿条的小齿轮来进行转向支持，小齿轮的传动由电机来进行，电机通过一个蜗杆传动装置和一个传动小齿轮将转向支持力传递到齿条上;转向盘上的扭矩和支持扭矩的总和就是转向器上的有效扭矩，由该扭矩来传动齿条。当变道时：换车道时，驾驶员轻打转向盘;扭转杆因此转动，

转向扭矩传感器获悉扭转杆转动并通知控制单元，转向盘上有一个小的扭矩;3转向角度传感器通知小转向角度,而转子转速传感器通知当前转向速度;根据一个小的转向扭矩、100km/h

的车速、发动机转速、小的转向角度、转向速度及控制单元中的特性曲线(100km/h

车速的特性曲线)，

控制单元获悉必须有一个小的支持扭矩或无需支持扭矩，继而启动电机;高速公路行驶时，由第二个平行作用于齿条的小齿轮来进行一个小的转向支持，或者不进行转向支持;转向盘上扭矩加上最小支持扭矩就是换车道时的有效扭矩，由该扭矩来传动齿条。电动汽车助力转向数学建模3.1MATLABsimulink电动汽车助力转向系统系统构成（如图3.1）图3.1系统构成电动汽车助力转向系统结构图各模块简介:(1)ChirpSignal:线性调频信号模型(2)UniformRandomNumber统一随机数模型(3)RandomNumber随机数模型(4)Band-LimitedWhiteNoise带限白噪声模型(5)PulseGenerator脉冲发生器模型(6)steeringwheelangularvelocity角速度模拟器模型(7)simulink-psconverter将无单位的Simulink输入信号转换为物理信号(8)idealangularvelocitysource该块表示一个理想的角速度源，在其终端产生与物理输入信号成比例的速度差。(9)idealtorquesensor该块表示理想扭矩传感器，即将通过传感器的变量转换成与扭矩成比例的控制信号，并具有指定的比例系数的装置。(10)mechanicalrotationalreference机械旋转参考点(11)solverconfiguration定义用于模拟的求解器设置。(12)ps-simulinkconverter将输入的物理信号转换为无单位的Simulink输出信号。(13)rotationalspring一个理想的机械旋转线性弹簧。(14)IdealRotationalMotionSensor理想的机械旋转运动传感器(15)Psterminator终止物理信号输出。(16)Gain元素增益(y=K*u)(17)DataTypeConversion将输入转换为输出的数据类型和缩放(18)Buscreator这个块从它的输入创建一个总线信号。(19)PMSMDrive电机驱动(20)PermanentMagnetSynchronousMotor正弦磁链分布的永磁同步电动机。(21)Resistor线性电阻(22)ElectricalReference电接地(23)Inertia一个理想的机械转动惯量。(24)RotationalDamper一种理想的机械旋转粘滞阻尼器。3.2电动汽车助力转向控制系统再Simulink中的配置：图3.2波形发生器如（图3.2）所示为各种波形发生器，他们通过波形模拟人手部在不同状况不同路况下的输入量，对电动助力转向控制系统进行模拟测试。图3.3第一部分输入的信号通过S-PS转换器将无单位的Simulink输入信号转换为物理信号。物理信号输入理想的角速度源，在其终端产生与物理输入信号成比例的速度差。连接R和C是机械旋转守恒端口。端口S是一个物理信号端口，通过它驱动源的控制信号被应用。确定相对速度为W=W_R-W_C，其中W_R和W_C分别为终端R和C的绝对角速度。C口由一个机械旋转参考点和一个解算器配置组成，解算器配置定义为用于模拟的求解器设置。对解算器的设置如下：Consistencytolerance:1e-9;Sampletime:4e-5;Nonlineariterations:3;Delaymemorybudget[kB]:1024;Filteringtimeconstant:0.001;R口连接一个理想扭矩传感器，理想扭矩传感器通过传感器的变量转换成与扭矩成比例的控制信号，并具有指定的比例系数的装置。连接R和C是机械旋转保护端口，连接传感器到被监测扭矩的线路。连接T是一个输出测量结果的物理信号端口。传感器正方向为从端口R到端口C。在此处，从T口输出的物理信号将由PS-S转换器转换为驾驶者的输入simulink信号显示。图3.4第二部分转动弹簧是一个理想的机械旋转线性弹簧。连接R和C是机械旋转守恒端口。块的正方向是从R端口到C端口。其设置为：ParametersSpringrate:sensors.SteeringColumnSpringRateN*m/rad理想旋转运动传感器是将两个机械旋转节点之间测量的跨变量转换为与角速度或角度成比例的控制信号的装置。连接R和C是机械旋转守恒端口，连接W和A分别是速度和角位移的物理信号输出端口。W口连接PS终端，使用此块终止物理信号输出，未连接的物理信号输出端口不会产生警告，但是连接到PS终结者可以用来指示信号不是无意中留下的未连接。A口与PS-S转换器连接后输出至一个增益中，此增益为元素增益(y=K*u)或矩阵增益(y=K*u或y=u*K)。Gain为sensors.SteeringColumnSpringRate/1Multiplication为Element-wise(K.*u)图3.5第三部分理想旋转运动传感器是将两个机械旋转节点之间测量的跨变量转换为与角速度或角度成比例的控制信号的装置。连接R和C是机械旋转守恒端口，连接W和A分别是速度和角位移的物理信号输出端口。C口连接一个机械旋转参考点。W与A口输出后通过PS-S转换器输出给数据类型转换器，这个转换器将输入转换为输出的数据类型和缩放。转换有两个可能的目标。一个目标是让输入和输出的真实世界值相等。另一个目标是使输入和输出的存储整数值相等。溢出和量化错误会阻碍目标的完全实现。其Outputdatatype为single;Inputandoutputtohaveequal:RealWorldValue(RWV);Integerroundingmode:Floor;通过Buscreator与Kp整合输入PMSMDrive后，输出三相电流与三相电压显示，另一输出给永磁同步电机。图3.6第四部分PermanentMagnetSyncheonousMotor是一个正弦磁链分布的永磁同步电动机。Numberofpolepairs:4；Permanentmagnetfluxlinkage:pmsm.FluxLinkageWb;Statorparameterization:SpecifyLd,Lq,andL0;Statord-axisinductance,Ld:0.0006H;Statorq-axisinductance,Lq:0.0006H;Statorzero-sequenceinductance,L0:0.00016H;Statorresistanceperphase,Rs:0.4ohm;Initialcurrents,[i_di_qi_0]:[0,0,0]A;Rotorangledefinition:Anglebetweenthea-phasemagneticaxisandthed-axis;Initialrotorangle:0deg;N口与线性电阻相连：线性电阻的电压-电流(V-I)关系为V=I*R，其中R为恒定电阻，单位为欧姆。另一端与底相连。C口与一个机械旋转参考点，即一个坐标系或一个地面。用于连接固定在机架上的机械旋转端口(接地)。R与理想扭矩传感器，即将通过传感器的变量转换成与扭矩成比例的控制信号，并具有指定的比例系数的装置。连接R和C是机械旋转保护端口，连接传感器到被监测扭矩的线路。连接T是一个输出测量结果的物理信号端口。传感器正方向为从端口R到端口C。电动汽车助力转向系统性能验证4.1电动汽车助力转向系统仿真模拟性能分析性能指标要求：（1）响应速度快，响应速度小于0.01sec；（2）助力转向系统需要准确识别驾驶员输入力的大小；（3）助力转向系统需要模拟出一个完全大小一致的力；（4）助力转向系统需要在各种工况下完成对驾驶员力的模拟；（5）助力转向系统的响应精度应小于0.01sec；（6）三相交流电压不可以超过汽车使用的12v电池电压。4.2电动汽车助力转向系统仿真模拟性能测试4.2.1.输入端为正弦波O(t)=Amp*Sin(Freq*t+Phase)+BiasAmp=0.5Bias=0Freq=1Phase=0此输入正弦波旨在模拟驾驶员在一个直角路口平滑转向输入量为正弦波的反馈分析机械转矩仿真图三相电压与三相电流仿真图通过放大可以发现助力转向系统响应时间约为0.005sec，保证了系统的响应时间与响应精度。通过机械转矩仿真图可以看出蓝色图像与红色图像基本重合，满足准确识别与出力完全一致两项要求。通过三相电压与三相电流仿真图可以得出，电机输入电压不足12v满足在汽车环境使用的要求。在实际情景—驾驶员路口内匀速直角转向这一情形下，电动汽车助力转向控制系统模拟效率优异。电动助力转向系统模拟反馈分析结果；电机出力与电机电压都符合性能分析的指标要求。4.2.2.输入端为脉冲if(t>=PhaseDelay)&&PulseisonY(t)=AmplitudeelseY(t)=0EndAmplitude=1；Period=1;PulseWidth=5;Phasedelay=0;此输入脉冲旨在模拟驾驶员通过减速带。输入量为脉冲的反馈分析机械转矩仿真图三相电压与三相电流仿真图通过放大可以发现助力转向系统响应时间约为0.005sec，保证了系统的响应时间与响应精度。1）通过机械转矩仿真图可以看出蓝色图像与红色图像基本重合，满足准确识别与出力完全一致两项要求。2）通过三相电压与三相电流仿真图可以得出，电机输入电压不足12v满足在汽车环境使用的要求。3）在实际情景—驾驶员通过减速带这一情形下，电动汽车助力转向控制系统模拟效率优异。电动助力转向系统模拟反馈分析结果；电机出力与电机电压都符合性能分析的指标要求。4.2.3.输入端为限带白噪音带限白噪声块产生适合在连续或混合系统中使用的正态分布随机数。NoisePower:[0.05];Sampletime:0.1;Seed:[23341];此输入限带白噪音旨在模拟驾驶员通过不规则非铺装里面（即土路，石子路等）。输入量为限带白噪音的反馈分析机械转矩仿真图三相电压与三相电流仿真图通过放大可以发现助力转向系统响应时间约为0.005sec，保证了系统的响应时间与响应精度。1）通过机械转矩仿真图可以看出蓝色图像与红色图像基本重合，满足准确识别与出力完全一致两项要求。2）通过三相电压与三相电流仿真图可以得出，电机输入电压不足12v满足在汽车环境使用的要求。3）在实际情景—驾驶员通过非铺装路面这一情形下，电动汽车助力转向控制系统模拟效率优异。电动助力转向系统模拟反馈分析结果；电机出力与电机电压都符合性能分析的指标要求。4.2.4.输入端为随机数输出一个正态(高斯)分布的随机信号。Mean:0;Variance:0.5;Seed:0;Sampletime:0.1.此输入随机数旨在模拟驾驶员通过情况一般的沥青路面。输入量为随机数的反馈分析机械转矩仿真图三相电压与三相电流仿真图通过放大可以发现助力转向系统响应时间约为0.005sec，保证了系统的响应时间与响应精度。1）通过机械转矩仿真图可以看出蓝色图像与红色图像基本重合，满足准确识别与出力完全一致两项要求。2）通过三相电压与三相电流仿真图可以得出，电机输入电压不足12v满足在汽车环境使用的要求。3）在实际情景—驾驶员通过非铺装路面这一情形下，电动汽车助力转向控制系统模拟效率优异。电动助力转向系统模拟反馈分析结果；电机出力与电机电压都符合性能分析的指标要求。4.2.5.输入端为均匀随机数输出均匀分布的随机信号。Minimum:-1.5;Maximum:1.5;Seed:0;Sampletime:0.1.此输入随机数旨在模拟驾驶员转向通过情况一般的沥青路面（即弯中通过一般状况的沥青路面）。输入量为均匀随机数的反馈分析机械转矩仿真图三相电压与三相电流仿真图通过放大可以发现助力转向系统响应时间约为0.005sec，保证了系统的响应时间与响应精度。1）通过机械转矩仿真图可以看出蓝色图像与红色图像基本重合，满足准确识别与出力完全一致两项要求。2）通过三相电压与三相电流仿真图可以得出，电机输入电压不足12v满足在汽车环境使用的要求。3）在实际情景—驾驶员通过非铺装路面这一情形下，电动汽车助力转向控制系统模拟效率优异。电动助力转向系统模拟反馈分析结果；电机出力与电机电压都符合性能分析的指标要求。4.2.6.输入端为线性调频信号输出线性啁啾信号(频率随时间线性变化的正弦波)。Initialfrequency(Hz):0.5;Targettime(secs):10;Frequencyattargettime(Hz):2;此输入随机数旨在模拟驾驶员在行驶时出现钟摆，ESP介入后驾驶员依靠电动助力转向系统逐渐修正行车方向的过程。输入量为线性调频信号的反馈分析机械转矩仿真图三相电压与三相电流仿真图通过放大可以发现助力转向系统响应时间约为0.005sec，保证了系统的响应时间与响应精度。1）通过机械转矩仿真图可以看出蓝色图像与红色图像基本重合，满足准确识别与出力完全一致两项要求。2）通过三相电压与三相电流仿真图可以得出，电机输入电压不足12v满足在汽车环境使用的要求。3）在实际情景—驾驶员通过非铺装路面这一情形下，电动汽车助力转向控制系统模拟效率优异。电动助力转向系统模拟反馈分析结果；电机出力与电机电压都符合性能分析的指标要求。结论5.1电动汽车助力转向控制方法研究总结MATLABSimulink虚拟现实给科学研究创造了一个先进的工作平台，电动汽车助力转向系统的控制在这款软件上得到了很直观的研究。虚拟现实电动汽车助力转向系统仿真是建立在电机驱动模型的基础上，其原理是将原来驾驶员输入的力通过信号模拟器进行模拟，再输入电机后进行模拟。电机的输出量通过虚拟仿真显示后得到直观的显示。5.2本文创新点与拓展（1）本电动汽车助力转向系统模拟建模入手，通过对单输入量转换后进行单输出，并考虑了不同路况下的测试，测试驾驶员是否可以很好的受到辅助；（2）电动汽车助力转向系统运用了最经典单输入单输出，它的特点是对象模型不需要很清楚，就能对其做到准确控制。因为控制量之间是直连的关系，所以它的参数整定可以在两个单独的回路中独立完成，不需要反复来回调试，对汽车转向这一需要安全与可靠的系统有很高的帮助。（3）电动汽车助力转向系统的控制方法的经典之处在于其单输入单输出特性，此类控制系统在生活与生产