異步電機(jī)電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制策略研究.pdf

1、電動助力轉(zhuǎn)向（EPS）系統(tǒng)作為底盤技術(shù)的一項(xiàng)革新成果，具有高效、節(jié)能、可控、能獨(dú)立工作等優(yōu)點(diǎn)，這也使得EPS必然成為汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)發(fā)展的趨勢。然而，直流電機(jī)的EPS系統(tǒng)由于它可提供的助力力矩小的缺點(diǎn)，不能被應(yīng)用在中高級車上，異步電機(jī)能夠有效克服直流電機(jī)的缺點(diǎn)，本文提出對異步電機(jī)EPS系統(tǒng)進(jìn)行控制策略研究，對于提升EPS在中高級車上的裝配應(yīng)用有很大意義。
　　EPS系統(tǒng)的模型是控制策略研究的前提。以DP-EPS系統(tǒng)為研究對象，分別對助

2、力轉(zhuǎn)向模式和助力回正模式下的EPS系統(tǒng)進(jìn)行靜力學(xué)和運(yùn)動學(xué)分析，建立兩種模式對應(yīng)的機(jī)械數(shù)學(xué)模型，從而能夠?qū)PS系統(tǒng)功能進(jìn)行更加全面的仿真研究。助力電機(jī)是EPS系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，為了提高系統(tǒng)的動態(tài)性能，建立包括四個(gè)復(fù)雜方程的異步電機(jī)動態(tài)數(shù)學(xué)模型，通過Clarke和Park變換可以將異步電機(jī)進(jìn)行等效簡化，從而降低對異步電機(jī)控制難度，為后續(xù)控制策略研究打下了基礎(chǔ)。
　　EPS系統(tǒng)的控制策略采用的是雙層策略，其中上層策略是助力需求決策，下層

3、策略是異步電機(jī)控制。助力需求決策是基于助力特性曲線，本文設(shè)計(jì)一種復(fù)合型助力特性曲線，提出轉(zhuǎn)向時(shí)路感和輕便性的表征量，分別針對高、低車速和大、小轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩組成的四種區(qū)間進(jìn)行助力函數(shù)的設(shè)計(jì)，并對復(fù)合型助力特性進(jìn)行仿真驗(yàn)證，結(jié)果表明復(fù)合型助力曲線在助力時(shí)更加有效，趨近于理想助力特性。
　　異步電機(jī)控制采用的是轉(zhuǎn)子磁鏈定向的同步坐標(biāo)系下的矢量控制方式，在比較轉(zhuǎn)子磁鏈估算模型的前提下，選用適合本文的磁鏈定向同步坐標(biāo)下的磁鏈電流估算模型，進(jìn)而

4、對轉(zhuǎn)子磁鏈和電磁轉(zhuǎn)矩運(yùn)用電壓反饋解耦的PI調(diào)節(jié)算法，對異步電機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)矩跟隨驗(yàn)證，結(jié)果表明，矢量控制能夠使電機(jī)進(jìn)行快速準(zhǔn)確轉(zhuǎn)矩跟隨。完成EPS系統(tǒng)整體建模后對其進(jìn)行兩種不同工作模式的仿真分析，兩種工作模式下的仿真結(jié)果均表明該EPS系統(tǒng)控制策略和模型建立合理有效。在得到路感和輕便性表征量的基礎(chǔ)上，建立路感和輕便性的高斯型隸屬度曲線，曲線更加直觀的顯示了不同車速對路感和輕便性的差異和需求。
　　搭建了機(jī)械轉(zhuǎn)向試驗(yàn)臺，并且進(jìn)行了控制器硬件