基于模糊控制的电动助力转向系统控制策略研究 - 图文

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基于模糊控制的电动助力转向系统控制策略研究

作者：梁志宏

来源：《科技资讯》2015年第18期

摘 要：随着现代汽车电子控制技术的飞速发展，电动助力转向（ElectricPowerSteering，简称EPS）系统正逐步取代传统液压助力转向系统。该文通过对汽车电动助力转向系统的动力学分析，建立了车辆了EPS系统的动力学模型，提出了基于模糊控制的EPS系统助力控制策略，并对其建模仿真，为电动助力转向系统的设计与开发提供理论基础和设计方法。 关键词：电动助力转向 助力特性 模糊控制

中图分类号：U463.4 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）06（c）-0118-02 电动助力转向系统是集合安全、环保和节能为一体的助力转向技术，它的助力特性属全车速感应型，通过对EPS控制器进行软件的编程设定，能够方便地对系统的助力特性进行调节，使汽车可以在不同工况下获得相应的助力特性，从而提高驾驶员在转向时的路感和手感。与传统的液压助力转向系统相比，电动助力转向系统的助力机构由复杂的液压机构变成了依靠电动机产生助力的系统，系统通过控制助力电动机电流的方向和幅值，实现为转向器提供助力扭矩的要求，提高了汽车在低速行驶时转向操纵的轻便性；同时又保证了汽车在高速行驶时稳定的转向手感，从而提高高速行驶时的操纵稳定性。由于取消了液压泵、储液罐、液压管路等液压系统，电动助力转向系统比液压助力转向系统更容易进行装配和检测，能耗低，也更环保。[1-4]在汽车产品环保、低能耗和智能化的大方向下，目前国外多家大型公司的EPS产品已经成功装配于微、轻型轿车，国内对EPS的研究已经取得了一定的成果，但与国际先进水平依然存在一定的差距。着眼于未来的汽车转向系统巨大的潜力，开发EPS系统，尤其制定性能可靠的EPS控制策略对于提高我国汽车行业的竞争力具有一定的现实意义。 1 电动助力转向系统结构原理 1.1 电动助力转向系统结构

电动助力转向系统主要由装在转向器输入端的转向（转矩）传感器、机械式转向器、车速传感器、电子控制单元（ECU）、电动机、减速器和电源等组成。[4，5]ECU根据作用在转向盘上的转向转矩信号以及车速信号、发动机转速信号等，决定EPS系统是否投入工作。当转向盘转动时，经过对其转矩信号的采集、判断和处理后，根据ECU存储器中制定的助力特性，控制电动机的旋转方向和作用在电动机上的助力转矩电流的大小及作用时间。通过减速器将辅助动力施加到转向系统中，从而完成助力转向的实时控制。低速行驶时助力作用大，转向轻便；高速行驶时减小助力，以提高路感和操纵稳定性。

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