大客車EPS助動力矩及控制策略研究.pdf

1、電動助力轉向系統(tǒng)(EPS)是近年來迅速發(fā)展起來的一種新型動力轉向裝置，是現(xiàn)代汽車轉向系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢。EPS的研究與開發(fā)與汽車發(fā)展中安全、環(huán)保、節(jié)能三大主題相吻合，具有一定的現(xiàn)實和長遠意義。但是，對于商用車輛尤其是大客車、貨車而言，已有的EPS技術并不完全適用，EPS在大中型商用汽車上的應用很少見諸于文獻報道，目前國內外已有學者開始在此方面開展研究。本論文在陜西省交通科技項目(07-21K)--商用車輛電子轉向系統(tǒng)EPS的研究與開發(fā)一

2、的資助下，主要面向大客車開展電動助力轉向的一些關鍵技術方面研究工作，從控制理論的角度對能夠較為準確的確定助動力矩的汽車模型進行了研究，對轉向過程中EPS的助力規(guī)律進行了定量的揭示和研究，對助力電動機的選擇以及電動機的控制策略等進行了研究。 1.摒棄了原先EPS中的轉矩傳感器，使用EPS系統(tǒng)參考轉向力矩模型計算總轉向力矩：提出了輪胎側偏剛度的二元二階回歸模型，將系統(tǒng)辨識理論、過程辨識理論和神經網絡理論引入研究，分別建立了基于系統(tǒng)辨

3、識的操縱穩(wěn)定性模型、基于過程辨識的操縱穩(wěn)定性模型和基于神經網絡的操縱穩(wěn)定性模型，并提出一種通過模型預測結果來判定神經網絡模型精度的評估辦法。通過試驗驗證發(fā)現(xiàn)，操縱穩(wěn)定性模型的仿真結果與試驗結果吻合程度都很高，模型精度較高，表明使用的三種建模方法正確。 2.提出了在轉向過程中以一定的倍率關系確定駕駛員操舵力矩與助動力矩之間的助力特性的方法：并應用T-S模型和模糊推理，對不同工況下的倍率關系進行了綜合，得到了不同工況下與倍率查詢表對

4、應的三維曲面圖。對路感、輕便性和跟蹤性等方面的仿真結果表明，確定的助力特性路感良好、無助力滯后感，轉向平穩(wěn)，助力特性曲線的斜率隨著操舵力矩的增大逐漸增大，屬于比較理想的助力特性曲線。 3.使用了三相交流異步電動機作為助力電機，提出了“分而治之”的交流異步電動機自適應控制方法，將電動機的工作范圍區(qū)間劃分為20個小區(qū)間，并為每個區(qū)間設計出適用的H∞魯棒控制器，使用T-S模型對這20個控制器進行了綜合，將控制器狀態(tài)方程中所有12個矩陣

5、元素分別用三維曲面表征出來，從而對具有強非線性、強耦合的交流異步電動機設計出自適應控制器。通過對控制器的控制性能分析、電動機參數(shù)攝動30％時的控制效果等分析發(fā)現(xiàn)，負載不發(fā)生突變時電動機輸出轉矩與負載之間的誤差小于0.5Nm，負載發(fā)生突變時發(fā)現(xiàn)電動機的輸出轉矩與負載之間的誤差在無參數(shù)攝動時小于2Nm，有參數(shù)攝動時小于4Nm，而且總會在負載突變后0.02s的時間內達到接近零的狀態(tài)，表明控制器很好的控制性能和具有良好的魯棒性，可以有效抑制外部