兼顧操縱與節(jié)能的E-ECHPS系統(tǒng)自適應(yīng)模糊滑模控制研究.pdf

1、目前，重型車輛普遍采用助力特性單一的液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（HPS），由于HPS系統(tǒng)所提供的助力不隨車速的改變而改變，因而無法滿足轉(zhuǎn)向輕便性及“路感”的要求。此外，在車輛行駛過程中，HPS系統(tǒng)轉(zhuǎn)向泵始終處于高速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，使得液壓系統(tǒng)產(chǎn)生的無用功耗較大。本文在課題組已有研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合電磁轉(zhuǎn)差離合器（ESC）的性能特點(diǎn)，研究基于ESC的電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（E-ECHPS）的控制技術(shù)，通過控制ESC內(nèi)、外轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)差，使E-ECHPS能夠在不同

2、工況下提供合適的助力，同時(shí)降低轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的能耗。本文的主要研究內(nèi)容如下：
　　在分析國內(nèi)外轉(zhuǎn)向技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，結(jié)合電磁轉(zhuǎn)差離合器的性能特點(diǎn)，提出了以電磁轉(zhuǎn)差離合器實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向泵調(diào)速的新型電控液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。在闡述E-ECHPS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成和工作原理的同時(shí)，建立了E-ECHPS系統(tǒng)各子系統(tǒng)、ESC、整車三自由度及輪胎的數(shù)學(xué)模型，并對系統(tǒng)的能耗進(jìn)行分析。
　　針對傳統(tǒng)HPS系統(tǒng)存在的低速轉(zhuǎn)向輕便性及高速轉(zhuǎn)向“路感”較差的問

3、題，初步確定了E-ECHPS系統(tǒng)的助力特性設(shè)計(jì)要求。根據(jù)相關(guān)理論知識，在分析車輛行駛過程中轉(zhuǎn)向阻力矩形成機(jī)理的基礎(chǔ)上，對轉(zhuǎn)向阻力矩進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模。通過與傳統(tǒng)HPS系統(tǒng)功耗進(jìn)行對比，闡述了E-ECHPS系統(tǒng)的節(jié)能機(jī)理，并參照ECHPS系統(tǒng)助力特性曲線的設(shè)計(jì)方法，分析了助力特性對E-ECHPS系統(tǒng)的操縱穩(wěn)定性及節(jié)能性的影響，通過采用試驗(yàn)與仿真相結(jié)合的方法，設(shè)計(jì)了E-ECHPS系統(tǒng)的拋物線型助力特性曲線。
　　考慮E-ECHPS系統(tǒng)工作

4、時(shí)存在的參數(shù)不確定性及外界干擾的影響，結(jié)合相關(guān)控制理論，提出了自適應(yīng)模糊滑?？刂疲ˋFSMC）策略。通過與傳統(tǒng)PID控制進(jìn)行對比，仿真結(jié)果表明自適應(yīng)模糊滑模控制不僅能使系統(tǒng)較好地跟蹤理想信號，同時(shí)超調(diào)量低、系統(tǒng)響應(yīng)快、對外界干擾具有較好的魯棒性。最后，對E-ECHPS系統(tǒng)進(jìn)行臺架試驗(yàn)設(shè)計(jì)并完成了工況模擬試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了E-ECHPS系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)可變助力的同時(shí)，具有優(yōu)于傳統(tǒng)HPS系統(tǒng)的節(jié)能性。
　　綜上所述，本文研究的E-ECHP