雙電機驅(qū)動雨刮系統(tǒng)控制方法研究.pdf

1、雨刮系統(tǒng)是刮刷汽車擋風(fēng)玻璃的機械裝置,目前一種雙電機驅(qū)動雨刮形式逐漸成為雨刮系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。該類系統(tǒng)分別為每側(cè)雨刮系統(tǒng)配置一個相對獨立的雨刮電機,取消傳統(tǒng)雨刮系統(tǒng)的機械四連桿機構(gòu),節(jié)省車內(nèi)空間、減小機械噪聲,同時兩側(cè)雨刮系統(tǒng)的控制相對獨立自由,系統(tǒng)運行更平穩(wěn)可靠。本文針對這類雙電機驅(qū)動雨刮系統(tǒng)分別從動力學(xué)、雨刮軌跡規(guī)劃與跟蹤、雙雨刮同步控制幾方面進行了研究,主要內(nèi)容如下:
　　首先,分析雙電機驅(qū)動雨刮系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點,以雨刮電機和雨

2、刮臂為對象建立雨刮系統(tǒng)的動力學(xué)力矩平衡方程;分析雨刮片與擋風(fēng)玻璃間的粘滑振動現(xiàn)象及其非線性摩擦特性,建立了非線性摩擦模型的數(shù)學(xué)描述;在此基礎(chǔ)上,建立雙電機驅(qū)動雨刮系統(tǒng)的非線性數(shù)學(xué)模型和仿真模型,通過在不同控制電壓、不同雨刮運行速度下對該系統(tǒng)進行開環(huán)仿真測試,檢驗雨刮系統(tǒng)的強非線性摩擦特性與控制量和速度之間的關(guān)系,從而為控制器設(shè)計提供依據(jù)。
　　其次,依據(jù)雨刮的摩擦特性分析結(jié)論,提出雨刮運行軌跡的規(guī)劃方法,保證雨刮在初始位置和終止位

3、置的角速度和角加速度都為零使得雨刮換向過渡過程平穩(wěn),并且期望角速度處在高速區(qū)以減弱雨刮的粘滑振動現(xiàn)象;依據(jù)雨刮系統(tǒng)的非線性數(shù)學(xué)模型特征,基于Backstepping理論設(shè)計了控制器來實現(xiàn)雨刮系統(tǒng)的軌跡跟蹤,通過仿真測試分析了控制參數(shù)的作用。然后基于名義摩擦特性曲線、變化的摩擦特性曲線、較小雨刮運行角速度曲線三種情況下仿真驗證了軌跡規(guī)劃與跟蹤的控制效果。
　　最后,為了實現(xiàn)兩側(cè)雨刮系統(tǒng)的協(xié)調(diào)同步運行,設(shè)計了交叉耦合控制器。在對交叉耦