基于功能分配的EPS与ESP集成协调控制

摘要

考虑汽车电动助力转向系统(Electric power steering,EPS)与电子稳定程序(Electronic stability program,ESP)系统之间耦合动力学关系,在整车7自由度模型基础上建立高阶非线性动力学模型。分别对两系统设计局部最优控制器,对EPS设计为自回正力矩补偿的模糊自适应比例积分微分(Proportion integration differentiation,PID)控制器,同时引入助力转矩变化率负反馈实现阻尼控制,对ESP设计为变加权值的滑模控制器。为进一步提高整车全局控制性能,基于功能分配原理对两子系统控制输出量进行功能协调分配,采用模糊控制策略对EPS与ESP的功能分配系数进行优化选择。基于Matlab/Simulink软件,对此功能分配协调控制系统进行仿真,并采用硬件在环系统构建功能分配的两系统试验平台,进行道路模拟试验。结果表明,提出的控制策略较子系统单独控制、不加控制时均能够取得更好的效果,明显改善汽车行驶时的操纵安全性和侧向稳定性。