電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制技術(shù)及性能仿真研究.pdf

1、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EPS)作為一種全新的汽車(chē)動(dòng)力轉(zhuǎn)向技術(shù)，由于其在汽車(chē)操縱性、舒適性以及安全性等方面的卓越性能，受到了眾多公司和研究機(jī)構(gòu)的重視。電子化及其電動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用使得電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不僅能夠保證車(chē)輛低速時(shí)的轉(zhuǎn)向輕便性和高速時(shí)的操縱穩(wěn)定性，而且推動(dòng)了以節(jié)能、環(huán)保和安全舒適為標(biāo)志的現(xiàn)代汽車(chē)技術(shù)發(fā)展，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)得到了迅速的發(fā)展和產(chǎn)品化應(yīng)用。
　　 計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)已經(jīng)成為汽車(chē)產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的有效手段和工具，借助于計(jì)算機(jī)虛擬仿

2、真技術(shù)可以對(duì)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的參數(shù)和性能進(jìn)行了仿真和分析驗(yàn)證。
　　 首先本文結(jié)合電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析，建立了包括方向盤(pán)操縱模塊、轉(zhuǎn)向器模塊、轉(zhuǎn)向阻力矩模塊以及助力電機(jī)模塊等部分的動(dòng)力學(xué)微分模型和電氣模型。以Carsim專(zhuān)業(yè)汽車(chē)仿真軟件為平臺(tái)，基于參數(shù)化建模方法建立了整車(chē)動(dòng)力學(xué)模型。
　　 其次，考慮到不同工況下多目標(biāo)的控制要求，在借鑒相關(guān)研究資料的基礎(chǔ)上提出了多模式控制策略并設(shè)計(jì)了

3、控制器模型。確定了全車(chē)速范圍內(nèi)的理想助力特性曲線，應(yīng)用模糊PID控制設(shè)計(jì)了電機(jī)電流動(dòng)態(tài)跟蹤控制器模型;分析了阻尼控制對(duì)干擾力矩振動(dòng)的抑制和系統(tǒng)瞬態(tài)響應(yīng)的影響;引入方向盤(pán)力矩補(bǔ)償和電機(jī)補(bǔ)償控制，保證了車(chē)輛助力的動(dòng)態(tài)跟隨性。
　　 然后，分析了回正性能對(duì)汽車(chē)操縱穩(wěn)定性和路感的影響，針對(duì)回正工況運(yùn)動(dòng)滑?？刂评碚摻⒘嘶卣？刂破?。設(shè)計(jì)的滑模控制器可以對(duì)回正工況進(jìn)行判斷并控制電機(jī)提供助力或是增加主動(dòng)阻尼，實(shí)現(xiàn)了對(duì)方向盤(pán)轉(zhuǎn)角進(jìn)行快速準(zhǔn)確

4、的跟蹤控制并具有較好的魯棒性，提高了汽車(chē)回正性能。
　　 最后，在基于Carsim-Simulink的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)聯(lián)合仿真平臺(tái)上，對(duì)仿真工況進(jìn)行配置，對(duì)模型間的輸入輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)置，實(shí)現(xiàn)了虛擬軟件平臺(tái)的聯(lián)合仿真并驗(yàn)證了所搭建的模型的可靠性和控制策略的有效性。仿真結(jié)果表明:在相同工況下，有EPS的整車(chē)模型與無(wú)EPS的整車(chē)模型相比，在低速轉(zhuǎn)向輕便性和高速路感、回正性能、操縱跟隨性等方面得到了明顯的改善，也說(shuō)明了聯(lián)合仿真在電動(dòng)助力