基于模糊控制的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向伺服系統(tǒng)的研究.pdf

1、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向(Electric Power Steering, EPS)系統(tǒng)是一種新型的車輛轉(zhuǎn)向動(dòng)態(tài)控制系統(tǒng),與機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相比,它具有更好的抗干擾性能、燃油經(jīng)濟(jì)性能、低溫啟動(dòng)性能、安全性和環(huán)保性能等,這些優(yōu)點(diǎn)使之成為當(dāng)前轉(zhuǎn)向系統(tǒng)研發(fā)和汽車技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)項(xiàng)目之一。論文首先分析了EPS的研究背景、意義及國內(nèi)外發(fā)展情況,探討了EPS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、原理,簡單介紹了其關(guān)鍵部件(包括助力電機(jī)、主控芯片、扭矩傳感器、離合器、繼電器等

2、)。在此基礎(chǔ)上建立了EPS系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型,并進(jìn)一步變換得到了適合控制的狀態(tài)空間模型,通過對初始系統(tǒng)模型的動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行仿真,分析了其零初始狀態(tài)下的性能,指出了研究對象非控制狀態(tài)下的動(dòng)態(tài)性能非常脆弱。為此采用基于極點(diǎn)配置的狀態(tài)反饋控制策略,極大地抑制了來自路面的低頻振蕩,大大增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在對模糊控制理論和電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)原理分析的基礎(chǔ)上,采用模糊控制算法獲取EPS助力特性,并對目標(biāo)電流進(jìn)行反饋跟蹤控制。系統(tǒng)仿真結(jié)果表明：基于已

3、有測試數(shù)據(jù)建立的模糊控制規(guī)則有效、可靠,模糊控制器能夠很好地實(shí)現(xiàn)EPS助力特性曲線。然后詳細(xì)分析了EPS系統(tǒng)的功能,以DSP TMS320F28335為微處理器設(shè)計(jì)了電子控制單元(Electronic Control Unit. ECU)。主電路采用可逆雙極式PWM技術(shù),利用兩片IR2110驅(qū)動(dòng)H橋式電路來控制電動(dòng)機(jī),從而實(shí)現(xiàn)助力轉(zhuǎn)向功能。重點(diǎn)介紹了H橋電路的三種工作模態(tài)、功率驅(qū)動(dòng)電路等。接著介紹了DSP軟件設(shè)計(jì)的總體結(jié)構(gòu),編制了相應(yīng)的