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《基于pid模糊控制的汽車電動助力轉向系統(tǒng)助力特性研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、第38卷第4期拖拉機與農(nóng)用運輸車Vol．38No．42011年8月Tractor＆FarmTransporterAug．，2011基于PID模糊控制的汽車電動助力轉向系統(tǒng)助力特性研究謝林，唐嵐，王園園(西華大學交通與汽車工程學院，成都610039)摘要:概述了電動助力轉向系統(tǒng)(EPS)的結構和工作原理，在分析電動助力轉向系統(tǒng)數(shù)學模型的基礎上，構建了基于MATLAB/Simulink的電動助力轉向系統(tǒng)仿真模型。采用PID模糊控制策略對電動機目標電流進行閉環(huán)跟蹤控制。仿真結果表明:與未加EPS系統(tǒng)的車輛相比
2、，采取基于PID模糊控制的EPS系統(tǒng)使車輛具有良好的助力轉向性能，驗證了控制策略的有效性。關鍵詞:電動助力轉向;PID模糊控制;仿真;建模中圖分類號:TP273;U463．4文獻標識碼:A文章編號:1006－0006(2011)04－0042－04AssistanceCharacteristicsofAutomotiveEPSSystemBasedonPID－FuzzyControlXIELin，TANGLan，WANGYuan-yuan(SchoolofTransportationandVehicle
3、Engineering，XihuaUniversity，Chendu610039，China)Abstract:ThestructureandtheprincipleoftheEPS(ElectricPowerSteering)systemisintroducedinthispaper．TheEPSwasmodelingandsimulatedintheMatlab/Simulinkaftertheanalysisofthemathematicalmodel．PID－Fuzzycontrolstrate
4、gywasadoptedfortheclosed-looptrackingcontroloftheobjectivecurrentinthemotor．Simulationresultsshowthat:withtheEPSsystembasedonPID－Fuzzycontrol，thevehiclehasabetterperformanceofpowersteeringfeatures，anditprovestheeffectivenessofthecontrolstrategy．Keywords:
5、Electricpowersteering;PID－Fuzzycontrol;Simulationsystem;Modeling隨著汽車轉向系統(tǒng)的發(fā)展，電動助力轉向向的基本原理為:轉矩傳感器與轉向軸(或小齒輪(ElectricPowerSteering，簡稱EPS)系統(tǒng)已成為目前軸)連接在一起，當轉向軸轉動時，轉矩傳感器把輸汽車技術發(fā)展的研究熱點和前沿技術之一。與液壓入軸和輸出軸在扭桿作用下產(chǎn)生相對轉動角位移轉助力轉向(HydraulicPowerSteering，簡稱HPS)相比，換成電信號傳給電子控
6、制單元(ECU)，ECU根據(jù)車電動助力轉向系統(tǒng)具有體積小、重量輕、助力性能速傳感器和轉矩傳感器信號，控制電動機的旋轉方向［2］優(yōu)、節(jié)能環(huán)保等諸多優(yōu)點。電動助力轉向目前已成和助力大小，以實現(xiàn)對汽車助力轉向的實時控制。［1］為汽車動力轉向系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。在此，筆者以轉向柱助力式EPS為研究對象，采用PID模糊控制策略對電動助力轉向系統(tǒng)進行建模及控制性能仿真分析，以驗證控制策略的有效性和實現(xiàn)EPS較好的助力轉向性能。1系統(tǒng)概述EPS主要由機械轉向系統(tǒng)、轉矩傳感器、車速傳感器、電流傳感器、控制單元(ECU)、離
7、合器、助力電圖1電動助力轉向系統(tǒng)結構圖動機及減速機構等組成，如圖1所示。電動助力轉Fig．1StructureofEPSSystem收稿日期:2010－11－10;收修改稿日期:2010－11－23基金項目:西華大學研究生創(chuàng)新基金(167032);四川省科技廳支撐項目(10203061);四川省重點學科建設基金項目(SZD0410)·42·謝林等:基于PID模糊控制的汽車電動助力轉向系統(tǒng)助力特性研究2系統(tǒng)的數(shù)學模型2．1汽車二自由度模型的建立為了便于掌握操縱穩(wěn)定性的基本特性，將汽車模型縮減為只有沿y軸的
8、側向運動與繞z軸的橫擺運動這樣兩個自由度的簡化模型，經(jīng)簡化之后得到一個由前后兩個有側向彈性的輪胎支承于地面、具有側向及橫擺運動的二自由度汽車模型，如圖2所示。［3］圖3轉向系統(tǒng)動力學結構圖經(jīng)過推導整理后可以得到二自由度運動微分方程Fig．3DynamicStructureofSteeringSystem1(k1+k2)β+(ak1－bk2)ωr－k1δ=m(υ+uωr)前輪等效到轉向軸的轉角、電動機的轉角分別為θk、uθc、θm;將轉矩傳
