电动助力转向系统控制策略及其仿真研究

针对EPS电动助力转向系统低速时转向轻便性不够和高速时转向路感不强的特点,提出了一种结合相位超前补偿、惯性补偿电流和阻尼补偿电流等的复合控制策略.通过深入研究电动助力转向系统(EPS)的结构、工作原理及性能要求,建立了转矩传感器、输入转向轴、电机及输出轴的动力学模型,设计了助力系统复合控制策略,并将所设计的复合控制器在EPS台架系统中进行了多组仿真和试验.通过对试验数据和曲线进行详细分析,结果表明:提出的控制策略能够较好的实现EPS系统操纵性能要求,提高了系统的助力跟踪精度,满足了低速时转向轻便性和高速时转向路感强的要求,且全车速范围内操纵稳定性好,具有一定的理论价值和实用价值.     

电动助力转向系统的设计与开发

电动助力转向是一种新型汽车动力转向技术。设计了一种采用P87C591单片机控制的汽车电动助力转向系统．给出了系统助力特性曲线,提出了一种简单的回正控制策略、采用模拟PID对电机输出电流进行闭环控制,利用PWM技术控制电机端电压大小达到调节电机电流的目的。试验表明该系统助力跟随性好、响应快、精度高,具有良好的电动助力转向性能,已通过了装车试验。     

基于LQG控制的EPS系统最优控制研究

电动助力转向系统存在着路面随机激励、转矩传感器测量噪声、模型参数不确定所引起的干扰等复杂因素,通过建立电动助力转向系统的数学模型以及加入随机干扰信号的系统状态空间表达式,设计了线性二次型高斯状态反馈控制器和Kalman滤波器。并以能耗及电机的实际助力电流与目标助力电流之间的误差最小为目标函数对EPS系统进行仿真分析,仿真结果表明:采用该最优控制方法能有效的抑制系统的外部干扰,提高系统的鲁棒性,使能耗及电机的实际助力电流与目标助力电流之间的误差达到最小。     

汽车电动助力转向器的控制器研制

研究了日本N4样机的电动助力转向系统的电机电流-输入扭矩特性.采用ATmega16L单片机为处理器,以直流有刷电机为执行器,应用PID补偿算法,设计了电动助力转向控制器.在试验台上进行了电机电流-输入扭矩特性试验,试验结果表明,该控制器的助力曲线接近日本N4样机,能取得比较满意的助力效果.     

电动助力转向系统的滑模控制算法研究

关于汽车电动助力转向系统(EPS)控制的快速性和稳定性优化问题,传统二自由度整车模型、线性轮胎模型建模不完善及助力电机电流实时跟踪效果差.为解决上述问题,提出了一种滑模控制算法,利用七自由度整车模型和刷子模型,在Matlab/Simulink仿真软件中搭建了电动助力转向系统系统仿真模型,进行仿真研究.仿真结果表明,所设计的系统可以反映路面附着系数对自回正力矩的影响,所设计的滑模控制算法在系统动态过程中能实时跟踪目标电流,比常规PID控制具有更好的快速性、稳定性和鲁棒性,为转向爆胎的研究打下了理论基础.     

汽车转向系“软”控制

汽车电动助力转向是将电子技术和电机控制技术应用于汽车转向系统。本系统利用ECU控制电机实现了汽车电动助力转向系统的“软”连接，并开发出汽车电动助力转向系统的软硬件。应用80C196KC芯片作为处理芯片，采用增量型PID算法控制转向系统的执行器电机，进行了初步试验效果良好。     

补偿转向盘振动力矩的控制策略研究

在Matlab/Simulink中建立了电动助力转向系统动力学模型,根据路感信息与不平路面引起的振动干扰在频率上的区别,经过高通滤波检测出路面不平整产生的转向系统干扰力矩,通过助力电机提供相反大小的力矩对其进行补偿;针对路感信息与路面振动干扰在频率上区分界限的不固定性,设计了一种在线可调节滤波器截止频率的控制方法,避免对车辆路感信息正常传递的影响;仿真结果表明,所设计的补偿控制策略能够有效衰减不平路面干扰力矩到方向盘的传递.     

TD340芯片在汽车电动助力转向系统中的应用

汽车电动转向助力系统的基本结构及原理、用于汽车电动助力转向电机控制的H桥,设计了一种基于TD340芯片的汽车转向助力电动电机驱动电路,并将该驱动电路应用于吉利某车型的电动助力转向系统中。实验表明,该电路具有驱动能力大、体积小、性能稳定等特点,可广泛用于汽车电动助力转向系统中。     

基于ARM单片机的汽车电动助力转向系统的研究

在研究了电动助力转向系统(EPS)及其控制器(ECU)结构和工作原理的基础上,设计了基于ARMS3C44B0X单片机的控制系统。通过方向控制电路、H桥电机驱动电路和PWM脉宽调制技术实现对电机的控制。研制的硬件控制器通过了有关的电气性能测试,并采用模糊PD控制策略对EPS原地转向的助力特性进行了仿真分析。     

电动舵机非线性系统的辨识研究

针对所设计的三闭环电动舵机系统,为了提高电动舵机的控制精度,建立具有良好动态性能的电动舵机控制系统,提出了采用非线性系统辨识的方法,并且利用辨识的参数对电动舵机系统进行补偿;根据电动舵机的数学模型分别采用了前馈补偿的方法和反馈辨识的方法对系统的摩擦进行仿真建模研究,利用Lugre模型对系统的摩擦进行辨识,使得系统能够进行自适应摩擦补偿,并且将建模数据加入到电动舵机样机中进行试验验证,经过试验验证,系统的位置跟踪误差和速度跟踪误差均有大幅度减小,验证了非线性模型的准确性及补偿的有效性;试验结果证明,文章所提出的电动舵机非线性辨识研究方法可以准确地实现摩擦模型的建立,并且从该模型出发进行补偿可以有效地提高电动舵机的控制精度。     

基于整车动力学模型的EPS预测控制策略仿真研究

为了提高车辆的转向性能,基于整车动力学模型,研究电动助力转向系统(EPS)控制策略;针对PID控制参数固定不变,无法实时控制EPS动态响应的问题,提出了一种滚动优化的预测控制策略,并运用CarSim整车模型与Matlab软件相结合,实现了EPS控制仿真;通过对比仿真结果中横摆角速度和质心侧偏角等转向性能参数表明:用预测控制算法对EPS实施控制,比传统控制方法更精确,可有效提高车辆的转向性能和操纵稳定性,使EPS操控更加精准和轻捷。     

基于遗传算法的直流伺服系统参数辨识及摩擦补偿控制

针对静态摩擦力对数控机床直流伺服系统的干扰问题,提出了一种先利用遗传算法对静态摩擦模型中的参数进行辨识,然后采用基于摩擦模型补偿的伺服控制方法。该方法首先根据直流伺服系统的摩擦特性建立摩擦模型,再将摩擦补偿引入到直流伺服系统的反馈控制结构中,获取伺服电机的位置误差。采用遗传算法对摩擦补偿模型进行参数辨识,使摩擦补偿量在数值上不断逼近实际的摩擦干扰,并利用摩擦补偿量来抵消摩擦给伺服系统带来的影响。为了验证参数辨识的效果,将普通PD控制与基于摩擦补偿的PD控制进行了仿真比较,实验结果表明,后者能够消除由于静摩擦的存在而造成的位置跟踪中出现的平顶现象,能够达到理想的跟踪效果。因此,本文所提出的方法具有较强的摩擦干扰补偿能力,能够实现对直流伺服系统的精确控制。     

无速度传感器电励磁同步电机模型预测电流控制

为了提高电励磁同步电机控制系统的可靠性,优化电励磁同步电机的调速性能,提出了一种带无速度传感器的电励磁同步电机模型预测电流控制策略.以模型预测电流控制作为电流环,取代传统的PI调节器,有效抑制电流纹波,提高了电流的跟踪性能.基于模型参考自适应理论,设计电励磁同步电机无速度传感器,对电机运行转速进行在线辨识,实现对转速准确估计.仿真结果表明:控制系统具有较好的快速性和可靠性.     

基于无刷直流电机控制器设计

无刷直流电机具有运行效率高、调速性能好、结构简单、维护方便、运行可靠的优点,是电动汽车驱动系统的理想动力来源;安装在电动汽车上的驱动电机所处环境复杂,工况多变,启停频繁;然而,目前电机控制器响应速度慢、控制精度低、稳定性误差大、抗干扰力弱。为了解决这些难题,通过建立无刷直流电机的数学模型,研究电机的矢量控制算法基本原理以及实现方式,设计出了电流、转速双闭环的调速控制系统,通过引入先进的控制策略来提高控制器性能;最后,通过对无刷电机控制器进行实际测试,实验结果表明,与传统 PID 控制相比,在相同的调整频率下。本次设计的控制器具有调节时间小,调速范围广,转速波动小的优点,验证了设计的可行性。     

容错逆变器驱动的PMSM双环预测控制的研究

为了提高三相四开关容错逆变器驱动的永磁同步电机调速系统的性能,提出了调速系统双闭环预测控制策略。在转速环中设计了带扰动补偿的模型预测控制方法,通过离散扰动观测器估计负载扰动并进行前馈补偿,与模型预测速度控制相结合得到[q]轴电流环的期望给定值。在电流环中设计了基于离散滑模的有限控制集模型预测控制方法。通过与传统PI、FCS-MPC方法进行仿真对比,验证了该方法在空载启动、给定转速突变以及存在负载扰动、参数变化时,可使容错逆变器驱动的永磁同步电机调速系统具有更好的动态响应能力和鲁棒性。     

汽车转向/防抱死制动协同控制

为了解决汽车转向过程中防抱死制动稳定性问题,提出一种新的协同控制系统.该协同控制结构由转向控制器和制动控制器组成.在转向控制中设计滑模鲁棒自适应控制器和横摆力矩控制器力求改善汽车动态响应,鲁棒自适应性和稳定性.此外定义协同误差,建立汽车协同误差模型并设计汽车防抱死制动鲁棒自适应控制系统.为了减少转向系统和制动系统之间的补偿控制律难以确定的困难,提出耦合误差补偿原理与同一给定控制相结合的新的耦合控制策略.最后用仿真结果验证所设计控制算法的有效性.     

基于Carsim轻型货车EPS系统控制策略研究

汽车转向性能的优劣直接决定汽车驾驶的安全性,是影响汽车主动安全的重要因素。为了提高汽车在不同工况转向时的操纵动力学性能,以轻型货车为载体,利用模糊自适应PID控制策略参数自适应调整的优势,制定模糊自适应PID控制策略,在EPS系统基本的助力模式下展开研究,通过结合Carsim和Matlab/simulink建立的整车联合模型进行仿真,并和传统PID控制策略对比分析。结果表明:汽车行驶在不同的工况时,模糊自适应PID控制策略不仅能够满足在助力模式下转向的轻便性,还通过自身的参数自调整,比常规PID控制策略具有更快的响应速度和较小的超调量,系统的性能提高。研究的控制策略能够实现更好的控制效果,对轻型货车电动助力转向系统控制器的开发具有重要的意义。