
MATLAB/Simulink电动助力转向系统模型搭建及视频操作说明
今儿咱们来折腾一下MATLAB/Simulink里的电动助力转向系统建模。直接开干!先甩张模型总图镇
楼(假装有图),整个系统包含方向盘模块、扭矩传感器、助力电机、齿轮齿条四大金刚,外挂PID控制算法和
回正控制两大buff。
先说方向盘模型,这货就是个弹簧阻尼系统。Simulink里直接用Transfer Fcn模块怼上:
```matlab
% 方向盘传递函数 1/(J*s^2 + B*s + K)
num = [1];
den = [J B K];
```
J是转动惯量,B阻尼系数,K刚度系数。手贱把B调小点试试?立马看到方向盘开始抽风式抖动,像极
了考科目二时紧张的手。
扭矩传感器就是个二五仔,把方向盘的倔强转换成电信号。在Simulink里用个Gain模块乘上灵敏度
系数,不过得加个Saturation模块防信号爆表。代码层面其实就是:
```matlab
T_sensor = T_hand * K_sens;
T_sensor = min(max(T_sensor, -10), 10); % 硬核限幅
```
重点戏肉是PID控制算法。别被教科书唬住,Simulink的PID模块直接拖出来,参数整定界面堪比美
颜相机的拉杆:Proportional调响应速度,Integral消静差,Derivative防过冲。不过实战中发现,先调P到
系统开始发抖,再往回调80%,这时候加D就像给系统喂了镇定剂。
助力电机模型是个带时间延迟的直流电机:
```matlab
% 电机传递函数 K/(L*s + R)
num_motor = [K_motor];
den_motor = [L_motor R_motor];
```
记得在电机输出后串个Transport Delay模块,模拟现实世界的反应迟钝。参数L和R要是设太大,电
机就跟宿醉似的反应慢半拍,转向助力直接变佛系。
齿轮齿条转向器用了个骚操作——把旋转运动转直线位移。模型里用了个Integrator积分转角速度,
再乘以齿轮半径。公式简单粗暴: