汽车转向柱检测系统设计开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

汽车转向柱生产代表着一个汽车企业核心技术的水平。而当代世界最新的技术和发展无不是与汽车工业紧密相关。汽车的转向系统是一套专门用来改变和恢复汽车行驶方向的专门机构，使汽车稳定安全行驶的重要保障。

传统的汽车转向系统是机械转向系统,它以驾驶员的体力作为转向能源,由转向操纵机构、转向器和转向传动机构三大部分组成。在20世纪50年代,在将二战期间的装甲车和重型货车上的基于机械转向系统变化的动力转向器改进使用在重型汽车和高级小客车上,并很快研制出重量轻、结构紧凑、自行润滑的动力转向器。据了解在全世界范围内,生产出来的汽车,循环球式转向器占45%左右,有继续发展之势;齿条齿轮式转向器占40%左右;蜗杆滚轮式转向器占10%左右;其它型式的转向器占5%。可见循环球式转向器在稳步发展,齿条齿轮式在小客车上也有很大发展。

动力转向器一般由机械转向系统上再加上一套转向加力装置,从而减轻驾驶员操纵汽车转向手力。提供辅助力的有液压和电动机两种形式,即使在同一类车上,也有同时使用液压式和电动式的。传统的转向器也由于与新的加力装置结合在一起而进化为动力转向器。汽车转向器的研发也多在安全性,机动性,节能性以及新的控制方式等方面展开。现代小型汽车多数采用了液压动力转向器,它除具有操作轻便、转向灵敏、安全可靠等性能以外,对小型汽车还具有噪声低、污染小、运行平稳等优点。

2. 研究的基本内容与方案

仿真系统使用matlab来完成，输入驱动系统是以伺服电机为动力来模拟转向器的角度输入和力矩输入。液压控制系统的作用是正向驱动试验中加载以模拟转向阻力,逆向驱动试验中则成为驱动装置。助力液压系统实现汽车助力油罐和泵的模拟,当转向器在转动过程中遇到阻力时,将助力油送到转向器中起助力的作用。试验环境箱用来放置转向器做试验,并配以温控和泥盐水喷射装置。信号采集系统对系统的所有的控制信号及检测信号进行采集,并通过调理电路将数据处理或者传递从而对液压控制系统和输入驱动系统以及助力泵站进行力,位移,角度,油温的闭环反馈控制。计算出各种性能指标并进行报表打印。整个系统全部实现了自动化驱动和加载,模拟转向阻力让其符合工作条件。测试数据的信息加扭矩,角度,位移,力,压力,温度等,都采用了高精度,高可靠性的测试传感器进行连续,动态测量,实现了数字化和准确化。启动伺服电机,经过减速器,联轴器依次连接扭矩传感器及光电编码器,与动力转向器的输入端相连;产生的扭矩转动力转向器的输入轴,经过齿轮齿条传动副,输入的扭矩转变成齿条的水平移动力输出；伺服液压缸通过加载连杆机构连接到动力转向器的输出端，用来模拟输出端的负载；在伺服液压缸与动力转向器之间安装力和位移传感器，来检测输出端的齿条移动力和位移；而压力传感器安装在动力转向器的进油口处，用来检测液压系统的油压。当进行高温和高压试验时，将相应的加热和喷射装置开启。

我的研究目标首先是我需要把汽车液压转向柱的系统建模，并分析其中各项指标还有数据，然后弄清楚哪些指标是特别重要，而且需要什么样的传感器来检测。最终设计出一套检测系统，可以完美的反映出汽车液压转向柱的实际情况。

3. 研究计划与安排

第1－2周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需的相关知识。确定方案，完成开题报告。

第3－6周：完成英语论文翻译和装置的硬件设计。

第7－10周：完成装置的软件设计。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 陈杰等.传感器与检测技术，高等教育出版社,2002

[2] 徐煜明，韩雁.单片机原理及接口技术，电子工业出版社,2006

[3] 于长官.自动控制技术及应用.哈尔滨工业大学出版社,2007