混合動力客車EPS控制策略研究.pdf

1、電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（Electric Power Steering System，簡稱EPS）是現(xiàn)代汽車領(lǐng)域內(nèi)一種先進(jìn)的動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。相比機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和液壓助力式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，它在節(jié)能、環(huán)保、后續(xù)維護(hù)簡單等諸多方面擁有明顯的優(yōu)勢，目前此種技術(shù)已廣泛應(yīng)用于以乘用車為主導(dǎo)的小型車市場上。而在客車等載運(yùn)車輛市場內(nèi)，仍然以電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)為主。對于現(xiàn)代大型客車，動力源和節(jié)能的要求使得電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的弊端更加凸顯。因此，開展適用于大型載運(yùn)車

2、輛 EPS系統(tǒng)的研究具有一定的理論意義和實(shí)用價值。
　　本文綜述了汽車 EPS的發(fā)展歷程，并對電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成，工作原理以及國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了介紹。本文在乘用車 EPS的應(yīng)用基礎(chǔ)之上，針對大型新能源客車的轉(zhuǎn)向工況和運(yùn)行特點(diǎn)，提出了將載重變化加入到助力電流的決策當(dāng)中，從而可以有效降低載重變化對轉(zhuǎn)向力的影響。
　　利用多體動力學(xué)軟件 ADAMS/car平臺，在原有模板模型的基礎(chǔ)上修改參數(shù)建立實(shí)例車型的虛擬模型。通過

3、修改質(zhì)量參數(shù)實(shí)現(xiàn)空載、中等載荷和滿載工況行駛，獲得典型車速下的助力系數(shù)數(shù)據(jù)集。利用自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)推理系統(tǒng)MATLAB/anfis對數(shù)據(jù)集進(jìn)行自主訓(xùn)練學(xué)習(xí)，從而獲得 EPS上層助力電流決策的控制曲面?？紤]到車用單片機(jī)的處理能力有限，為提高系統(tǒng)的實(shí)時性，將控制曲面上的數(shù)據(jù)點(diǎn)轉(zhuǎn)化為二維查詢表的形式。在 EPS系統(tǒng)下層助力電流的跟蹤控制方面，對普通PID控制器和模糊PID控制器進(jìn)行了對比分析。
　　為驗(yàn)證建立的上下層控制策略的有效性，建立

4、了 ADAMS/car與控制軟件MATLAB的聯(lián)合仿真平臺。通過基于轉(zhuǎn)向輕便性試驗(yàn)、蛇行試驗(yàn)和轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角階躍輸入試驗(yàn)，對裝配采用本文控制策略 EPS的汽車轉(zhuǎn)向性能進(jìn)行了分析和比較，仿真結(jié)果驗(yàn)證了本文助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對轉(zhuǎn)向輕便性、轉(zhuǎn)向靈敏性和操縱穩(wěn)定性三個方面有較大的改善作用。為驗(yàn)證設(shè)計(jì)的助力可以有效降低載重對轉(zhuǎn)向力的影響，在車速為35km/h整車載重量由空載到滿載變化時，駕駛員轉(zhuǎn)向力變化相比原控制系統(tǒng)減少65％，最大轉(zhuǎn)向力下降5N，伺服轉(zhuǎn)矩