电动助力转向系统补偿控制策略研究

发布时间：2017-10-23 16:19

  本文关键词：电动助力转向系统补偿控制策略研究

  更多相关文章： 电动助力转向 助力补偿 回正控制 阻尼控制 路感

【摘要】：电动助力转向系统(EPS)具有节能环保、易于控制,并可与其他电控系统相互通讯,实现控制系统的集成化与智能化。其符合“中国制造2025”时代发展的需要,因而该系统的研发将具有重要的理论意义和工程实用价值。本文在EPS控制器的基础之上进行EPS补偿控制策略的研究。首先,通过MATLAB/Simulink建立整车及转向系统的动力学模型,为后期基于MC9S12XS128的EPS控制策略开发打下基础。其次,基于路感连续曲线型助力曲线的设计。对于时变性、非线性较强的EPS系统,采用单神经元自适应PID控制以改善电机电流动态跟踪效果。转矩微分补偿、摩擦补偿、惯性及阻尼补偿以改善EPS的动态响应特性。并在上述补偿基础之上,针对原地撒手抖动问题提出基于转矩变化率的助力死区增大控制方案。再次,提出基于转角和角速度的EPS撒手回正控制方案,采用自抗扰控制算法以改善低速回正效果。考虑车速、转矩及转矩变化率的基于模糊策略高速阻尼控制方案以改善高速驾驶员路感,并且提出速度迟滞区间以保证助力与阻尼两种模式的平稳切换。最后,为验证相关控制策略的有效性,进行Simulink仿真、硬件在环试验及实车试验。各工况助力仿真及试验结果表明助力补偿策略改善了EPS的动态响应特性、转向轻便性能及路感连续性。同时转向回正性能仿真及试验体现自抗扰回正控制方案的优越性,改善了低速回正效果。此外高速阻尼仿真及试验证明所提阻尼方案的有效性,改善了EPS的高速操纵稳定性。
【关键词】：电动助力转向 助力补偿 回正控制 阻尼控制 路感
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.4
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-18
• 第一章 绪论18-25
• 1.1 引言18-20
• 1.2 EPS国内外发展概况20-22
• 1.2.1 EPS国外研究现状20-21
• 1.2.2 EPS国内研究现状21-22
• 1.3 课题研究意义22-23
• 1.4 课题来源目的及研究内容23-25
• 1.4.1 课题来源及目的23
• 1.4.2 研究内容23-25
• 第二章 EPS系统概述及动力学模型25-36
• 2.1 EPS系统概述25
• 2.2 汽车二自由度动力学模型25-27
• 2.3 轮胎模型27-29
• 2.4 转向阻力矩模型29-30
• 2.5 转向系动力学模型30-33
• 2.5.1 驾驶员模型31
• 2.5.2 输入轴及转矩传感器模型31-32
• 2.5.3 输出轴模型32
• 2.5.4 齿轮齿条模型32
• 2.5.5 助力电机数学模型32-33
• 2.6 EPS控制策略关键问题分析33-35
• 2.7 本章小结35-36
• 第三章 EPS助力控制及其相关补偿控制策略设计36-58
• 3.1 助力曲线及其控制算法设计36-41
• 3.1.1 基本助力曲线设计36-38
• 3.1.2 SNPID控制算法38-41
• 3.2 转矩微分补偿41-46
• 3.2.1 转矩微分补偿控制策略42-43
• 3.2.2 转矩微分系数的优化43-45
• 3.2.3 转矩微分补偿仿真结果45-46
• 3.3 摩擦补偿46-50
• 3.3.1 转向系统干摩擦测量47
• 3.3.2 摩擦补偿控制策略47-48
• 3.3.3 路感调节系数的设定48-50
• 3.3.4 摩擦补偿仿真结果50
• 3.4 惯性及阻尼补偿50-56
• 3.4.1 惯性及阻尼补偿控制策略51
• 3.4.2 电机台架试验51-54
• 3.4.3 电机转动惯量的测量54-56
• 3.4.4 惯性及阻尼补偿仿真结果56
• 3.5 基于转矩变化率的助力死区增大控制方案56-57
• 3.6 本章小结57-58
• 第四章 EPS回正及阻尼控制策略58-74
• 4.1 回正控制58-67
• 4.1.1 撒手回正工况判断58-59
• 4.1.2 回正控制策略59-67
• 4.2 基于模糊策略的高速阻尼控制67-73
• 4.2.1 模糊策略简介68-69
• 4.2.2 速度迟滞区间69-70
• 4.2.3 阻尼控制策略70-73
• 4.3 本章小结73-74
• 第五章 EPS台架试验及实车试验74-84
• 5.1 EPS台架试验74-78
• 5.1.1 EPS硬件在环试验台74
• 5.1.2 转矩正弦输入试验74-75
• 5.1.3 转矩冲击试验75-76
• 5.1.4 回正试验76-78
• 5.2 实车试验78-83
• 5.2.1 试验仪器78-79
• 5.2.2 助力循环试验79-80
• 5.2.3 快速换向试验80-81
• 5.2.4 原地撒手试验81-82
• 5.2.5 原地转角阶跃试验82-83
• 5.3 本章小结83-84
• 第六章 总结与展望84-86
• 6.1 全文总结84-85
• 6.2 工作展望85-86
• 参考文献86-89
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况89

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本文编号：1084271