基于模糊与遗传优化PID的电动助力转向系统的设计与实现

针对电动助力转向(EPS)系统设计时路感不清晰合理的问题,提出了一种基于模糊推理的电动助力转向目标电流的确定方法;针对传统PID控制参数难整定的问题,设计了一种基于遗传优化PID的控制算法,快速跟随目标电流的变化,达到控制电机输出转矩的目的。为了缩短研发周期和降低成本,基于dSPACE,搭建了EPS半实物仿真实验平台并进行实验测试研究。结果表明,基于模糊方法确定的目标电流,路感清晰合理,满足低速轻便性和高速稳定性,遗传优化的PID控制器响应速度快,超调量小于5%,实现了的良好的助力效果。     

基于模糊控制策略的EPS设计与实现

介绍电动助力转向（Electric Power Steering,EPS）系统的工作原理,给出EPS的初步数学模型,参照EPS传统的PID控制方式,分析电动助力转向系统采用模糊控制的可行性,最后给出了基于模糊控制的EPS设计方法及其在工程中的具体实现。实践结果表明,在EPS控制系统中采用模糊控制可以使系统具有较强的鲁棒性,在提高系统的操纵轻便性的同时,能保证驾驶员获得充分的路感,从而获得较为理想的助力特性。     

基于免疫模糊PID的EPS控制仿真研究

研究提高汽车电动助力转向系统(EPS)的助力转向性能和轻便性的优化控制问题.传统PID控制参数优化前,需专家知识经验,且响应能力和跟随性能较差,影响EPS控制性能.为了提高EPS助力转向性能和轻便性,提出了采用免疫反馈控制和模糊控制相结合的免疫模糊PID控制EPS转向柱转角的策略.首先,在EPS数学模型的基础上,建立输入为转向盘转角、输出为转向柱转角的EPS系统助力特性模型,并设计了免疫模糊PID控制器.其次,根据稳定性试验的相关标准,选取不同的转向工况,在Matlab中进行EPS控制仿真,并与常规PID控制的EPS进行比较,通过加入干扰验证改进算法的鲁棒性.结果表明改进算法能有效地提高EPS系统的快速响应能力和跟随性能,改善转向系统的助力转向性能.     

电液耦合转向系统建模与控制方法研究

电液耦合转向(EHCS)系统是同时具备电动助力和液压助力的新型转向系统,是提高商用车转向性能的一种方案.目前该系统工程化缺乏理论研究,为满足转向系统转向路感、转向轻便性、操纵稳定性及主动回正等性能要求,提出基于助力特性曲线设计,结合模糊PID控制的双层控制策略.完成控制器设计以后,在分析系统各部分数学模型基础上,构建了Simulink/Trucksim联合仿真模型并对结果进行仿真.结果 表明:模糊PID控制下不同车速的电机实际电流跟踪性能满足要求,设计的助力特性使EHCS相较于传统转向系统具有更好的转向性能,验证了控制策略的有效性.     

线控转向系统的转向盘力反馈控制策略研究

线控转向系统取消了转向盘和转向轮之间的机械连接,因而可以根据车况主动提供路感,提高车辆的操纵稳定性.首先研究了转向刚度力矩、由侧向加速度确定的转向盘回正力矩、由轮胎回正力矩确定的转向盘回正力矩、转向阻尼力矩等进行转向盘力反馈的四种力矩.然后,研究了四种组合的转向盘力反馈控制策略及其进行双纽线试验、蛇行试验的性能.结果表明,调整各种力反馈方案的相应参数可以获得低速时的转向轻便性和高速时的良好路感.     

重型车辆流量控制式ECHPS系统建模与仿真

关于车辆转向液压系统优化控制问题,针对重型商用车辆传统的具有固定助力特性的HPS系统存在的高速时转向操纵安全性差的问题,提出一种旁通流量控制式电控液压助力转向(ECHPS)系统,建立了ECHPS的机械和液压子系统模型及整车二自由度动力学模型。分析了转向系统可变助力特性的设计要求,建立了ECHPS助力特性MATLAB/Simulink仿真模型,通过仿真计算得到了ECHPS在不同车速下的转向助力特性曲线。仿真结果表明,所设计的ECHPS可变助力特性同时满足了低速时的转向轻便性要求和高速时的良好转向"路感"和操纵稳定性,并得到旁通流量与车速的关系曲线为设计ECHPS旁通流量阀开度的控制策略提供了基本依据。     

汽车电动助力转向系统的混杂控制与试验

汽车电动助力转向(EPS)系统以蓄电池为能源,以电动机为动力元件,汽车EPS控制系统的设计是提高EPS系统性能和电动机效率的关键.分析了汽车EPS系统的混杂特性,可分为助力工况、回正工况和阻尼工况.设计了汽车EPS混杂控制系统,助力工况采用由Bang-bang控制和变参数双模糊控制组成的双模态控制器;回正工况采用PID控制器;阻尼控制采用电动机制动转矩控制方式.设计了实车试验系统,进行了转向手感实车试验和回正控制实车试验.汽车EPS系统的混杂控制充分反映了汽车EPS系统的工作状况,优化了EPS系统的功能和控制效果,增强了转向操纵的安全性,提高了EPS电动机的工作效率和节能环保能力.     

汽车EPS电动机控制系统设计与试验

电动助力转向(EPS)电动机的运行特性及其控制系统设计是满足转向性能和实现可靠运行的关键技术之一.分析了电动机的结构与工作原理,分析了电动机的运行特性,设计了电动机控制系统的控制策略和功率驱动电路,设计了试验台架和转向轻便性试验.试验结果不仅实现了EPS转向助力的效果,而且验证EPS电动机功率驱动电路设计的有效性.对进一步进行电动机的智能控制与容错设计具有重要的工程应用意义.     

基于电动助力转向系统控制算法的研究

为了达到对转向系统控制转向轻便又不失路感的目的,通过对汽车电动助力转向系统进行力学分析,建立数学模型,提出一种模糊控制与PD控制并行的控制算法。在大转矩时采用模糊PD控制,动态响应好,转向轻便,在小转矩是采用PD控制,控制精度高,不失路感。通过MATLAB进行仿真。研究结果表明,通过采用提出的控制策略即提高了系统的控制精度,又减小了系统的超调,缩短了调整时间,能获较理想的转向助力效果和良好的跟随性能。     

基于UIO的EPS系统状态反馈最优控制

准确地获知电动助力转向（Electric powering steering,EPS）系统阻力矩是提高行车安全的一个重要因素.针对车辆转向过程中,由不同附着路面上EPS 系统所需辅助力矩与转向路感之间的差别而可能导致的误操纵问题,本文基于2自由度整车动力学的EPS系统模型,结合轮胎特性,以轮胎侧偏角和理想路面附着系数为输入,通过设计非线性观测器估计当前路面的附着系数,以获取EPS系统阻力矩;进而,根据EPS 系统模型,运用未知输入观测器（Unknown input observer,UIO）估算方向盘输入转矩,并基于EPS系统状态反馈以实现对EPS系统的无传感器最优控制.最后,对基于永磁同步电机（Permanent magnet synchronous motor,PMSM）的EPS系统进行仿真实验分析.结果表明: 在以电机q轴电流闭环误差最小为指标函数情形下,本设计的方向盘回正残留角从25°降到0°,能有效抑制系统外界干扰,提高了转向时人-车系统的鲁棒性.