ECHPS系統(tǒng)自適應(yīng)動態(tài)面控制策略及快速控制原型研究.pdf

1、旁通流量式電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(ECHPS)在傳統(tǒng)液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(HPS)的基礎(chǔ)上增設(shè)電液比例閥旁通流量裝置，由電子控制單元ECU根據(jù)車速信號和轉(zhuǎn)矩信號調(diào)節(jié)旁通流量，從而改變液壓助力，實現(xiàn)隨速可變助力特性。ECHPS不僅具有HPS助力大的優(yōu)點，而且可以提高車輛的轉(zhuǎn)向“路感”，同時降低轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的能耗，因此ECHPS是一定時期內(nèi)中重型商用車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展方向之一?？刂撇呗宰鳛镋CHPS系統(tǒng)的核心技術(shù)之一，是車輛轉(zhuǎn)向兼顧輕便性和良好“路感”

2、的關(guān)鍵因素，本文提出了一種基于自適應(yīng)動態(tài)面算法的ECHPS控制策略，為ECHPS控制器的開發(fā)奠定基礎(chǔ)。主要研究內(nèi)容如下:
　　結(jié)合電控液壓轉(zhuǎn)向技術(shù)在國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀以及中重型商用車循環(huán)球式HPS的結(jié)構(gòu)特點，詳細(xì)闡述了用電液比例閥旁通液壓油流量的ECHPS的結(jié)構(gòu)特點及工作原理。建立了轉(zhuǎn)向系統(tǒng)各了模塊、整車三自由度、輪胎及轉(zhuǎn)向阻力矩數(shù)學(xué)模型。通過對理想助力特性曲線及三種類型助力特性曲線優(yōu)缺點的分析，采用仿真與實驗相結(jié)合的方法設(shè)計了本文

3、ECHPS需求的助力特性曲線。
　　根據(jù)ECHPS的結(jié)構(gòu)特點與工作原理，提出了一種對電液比例閥閥芯位移實時跟蹤控制，從而調(diào)節(jié)旁通流量輸出可變助力的控制策略。由助力特性曲線、轉(zhuǎn)閥靜態(tài)模型以及電液比例閥位移流量模型計算出了一定轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩不同車速下的跟蹤目標(biāo)閥芯期望位移值。針對被控對象電液比例閥的動態(tài)特性含有非線性、參數(shù)不確定性以及受液動力、摩擦力等外界干擾影響，采用在非線性跟蹤控制領(lǐng)域廣泛使用的自適應(yīng)動態(tài)面控制技術(shù)設(shè)計了ECHPS控制

4、器，通過仿真對比了自適應(yīng)動態(tài)面控制器與傳統(tǒng)PID控制器控制效果，結(jié)果表明了自適應(yīng)動態(tài)面控制不僅可以使得比例閥閥芯位移輸出良好地跟蹤預(yù)期參考信號，而且超調(diào)量低、響應(yīng)時間快、跟蹤誤差小。但是自適應(yīng)動態(tài)面控制在初始階段存在一定的“抖振”現(xiàn)象，為了解決該問題，達(dá)到更優(yōu)的控制效果，提出了一種將RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制和自適應(yīng)動態(tài)面法相結(jié)合的算法來優(yōu)化所設(shè)計的自適應(yīng)動態(tài)面控制器，由仿真結(jié)果表明了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)動態(tài)面控制器不僅消除了動態(tài)面初始階段“抖

5、振”現(xiàn)象，而且控制效果也明顯提高。
　　為了驗證所提出的ECHPS控制策略的有效性，將計算出的控制目標(biāo)閥芯位移值帶入所設(shè)計的自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)動態(tài)面控制器中仿真了一定轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩不同車速下的電液比例閥旁通的流量及液壓缸助力油壓，結(jié)果表明了控制策略能夠滿足汽車低速轉(zhuǎn)向輕便性和高速轉(zhuǎn)向良好“路感”要求。
　　最后，為了驗證自適應(yīng)動態(tài)面控制算法的可靠性及實用性，基于dSPACE實時仿真系統(tǒng)搭建了ECHPS系統(tǒng)快速控制原型試驗平臺，進行了