商用车EPS系统模糊控制策略研究

摘要

电动助力转向系统(简称为EPS系统)是现代汽车发展的研究热点和高新技术之一。它不仅能够提高汽车行驶过程中的操纵稳定性和行驶安全性,而且助力特性易于调节,节能环保,维修方便。电动助力转向系统已经逐渐成为动力转向技术发展的趋势。
　　 论文选定某一载重4吨的中型货车作为商用车EPS系统的研究车型,针对研究车型的特点,进行了EPS系统的关键部件的选型,并设计完成了商用车循环球式EPS系统的总体布置方案。对商用车EPS系统的助力特性与控制策略进行了深入的研究,确定了曲线型助力特性,得到了在不同车速和转向盘转矩输入下的助力电机的助力目标电流。根据所设计的EPS系统,建立了商用车整车模型及EPS系统数学模型,设计了助力控制模式下的PID控制器和模糊自适应PID控制器,回正控制模式下的PID控制器以及阻尼控制方式。结合商用车整车模型和EPS系统数学模型建立了Simulink仿真模型,分别对汽车的助力特性、回正特性以及阻尼特性进行了仿真试验分析。论文对比分析了EPS系统助力控制模式下分别加入常规的PID控制和模糊自适应PID控制这两种方法。仿真结果表明:加入模糊自适应PID控制策略,汽车的横摆角速度响应的调整时间更短、响应更加迅速。通过对回正控制特性的仿真分析,EPS系统中加入回正控制后,转向盘能迅速回到中间位置,并且避免了在中间位置附近的摆振。通过对阻尼控制特性的仿真分析,EPS系统中加入阻尼控制后,增加了转向过程中的稳重感,而且明显减少了振荡。