汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展和控制策略研究.pdf

1、與傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相比，電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)具有無可比擬的優(yōu)勢，并將逐漸取代液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，是汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展的必然趨勢。電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)采用電動機(jī)直接提供助力，有效地解決了傳統(tǒng)液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對輕便性與“路感”不能兼顧的矛盾，改善了車輛的操縱穩(wěn)定性能，準(zhǔn)確地實現(xiàn)了低速行駛時的轉(zhuǎn)向輕便性和高速行駛時的良好路感性要求。 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EPS)主要由扭矩傳感器、車速傳感器、電子控制單元、無刷直流電動機(jī)、電磁離合器和減速機(jī)構(gòu)等部分組

2、成。在相應(yīng)的軟件及控制算法的協(xié)助下，共同實現(xiàn)轉(zhuǎn)向助力的功能。本文在介紹了EPS的組成和工作原理后，從EPS的助力特性入手，在EPS受力分析的基礎(chǔ)上，建立了系統(tǒng)動力學(xué)模型，通過對系統(tǒng)特性進(jìn)行的分析，比較了比例控制和比例加微分控制對系統(tǒng)助力的影響，確立了以模糊PID電流閉環(huán)控制算法為主的控制方式。 EPS必須有足夠的帶寬，用來滿足轉(zhuǎn)向盤快速轉(zhuǎn)向時助力電機(jī)的跟隨性，同時還應(yīng)體現(xiàn)充分的“轉(zhuǎn)向路感”。轉(zhuǎn)向傳感器測量輸出信號的滯后、易受干

3、擾而產(chǎn)生信號瞬時畸變，使系統(tǒng)跟隨性及穩(wěn)定性降低的問題，應(yīng)用根軌跡法設(shè)計系統(tǒng)轉(zhuǎn)向傳感器的滯后超前校正動態(tài)補(bǔ)償器，以改善系統(tǒng)動、靜態(tài)性能。仿真和實驗結(jié)果證明加入補(bǔ)償器后，系統(tǒng)的暫態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性能滿足實際使用要求，同時也明顯減小了系統(tǒng)的振蕩，驗證了所設(shè)計補(bǔ)償器的性能。設(shè)計的動態(tài)補(bǔ)償控制器對轉(zhuǎn)向傳感器在工程上的應(yīng)用有一定的指導(dǎo)意義。 本文還對三種不同形式的EPS助力特性進(jìn)行了理論上的分析，在離散助力特性研究的基礎(chǔ)上，探討了初步確立曲線型