基于相位补偿的电动助力转向系统控制方法

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1、第7卷第1期交通运输工程学报Vol.7No.12007年2月JournalofTrafficandTransportationEngineeringFeb.2007文章编号:1671-1637(2007)01-0037-06基于相位补偿的电动助力转向系统控制方法苗立东‘，何仁“(1.山东理工大学交通与车辆工程学院，山东淄博255049;2.江苏大学汽车与交通工程学院，江苏镇江212013)摘要。采用动力学与控制理论，研究了具有3个集中质量的电动助力转向系统的物理和数学模型，建立了总体结构图，在对外环特性进行分析的基础上，对总体结构图进行等

2、效变换，根据系统要求对控制系统进行了设计，研究了控制对象的传递函数、控制系统的结构图、开环系统的Bode图、Nyquist图以及系统的稳定性，并进行了台架试验。研究发现控制系统的结构图可以表示为内、外两环结构，内环包含了反电动势的反馈通道，采用快速比例积分(PI)控制的内环，可以忽略反电动势，没有进行相位补偿的系统幅值裕度和相位裕度约为负值，稳定性较差，而进行相位补偿后系统的稳定性较好。结果表明在系统低频共振频率范围内采用超前校正，提供相位补偿是解决电动助力转向系统振动和稳定性的有效方法。关键词:车辆工程;电动助力转向;Bode图;相位补

3、偿;控制中图分类号:U463.4文献标识码:AControlmethodofelectricpowersteeringsystembasedonphasecompensationMiaoLi-dong'，HeRent(1.SchoolofTransportationandVehicleEngineering,ShandongUniversityofTechnology,Zibo255049，Shandong,China;2.SchoolofAutomotiveandTrafficEngineering,JiangsuUniversity,

4、Zhenjiang212013，Jiangsu,China)Abstract;Thephysicalandmathematicmodelofelectricpowersteeringsystemwiththreelumpedmasseswasstudiedbydynamicsanalysisandcontroltheory,andthegeneralblock-diagramofthesystemwasestablished;theouterlooppropertyofthesystemwasanalyzed，thenthegeneral

5、block-diagramwastransformedintoitsequivalentcounterpart，andsteeringcontrolsystemwasdesignedaccordingtothesystemrequirement;thetransferfunctionofcontrolledplant,theblock-diagraph，BodeplotandNyquistplotoftheopenloopsystemandthestabilityofthesystemwerestudied，andthetestbedte

6、st_ofthesystemwascarriedout.Itispointedthattheblock-diagraphmaybeexpressedbyatwo-loopdiagraphwithaninnerloopincludingafeedbackchannelofbackelectromotiveforceandanouterone,backelectromotiveforcemaybeignoredwhenafastproportional-integral(PI)controllerininnerloopwasused,theg

7、ainandphasemarginofthesystemarenegativewithoutphasecompensation,thesystemisunstable,whilephasecompensationmaystabilizethesystem.Analysisresultindicatesthataleadcorrectorwithphasecompensationaroundlowfrequencyresonanceisaneffectivemethodtostabilizethesystemandrestrainthesy

8、stemvibration.1tab,13figs,10refs.收稿日期:2006-07-23甚金项目:江苏省六大人才高峰计划项目(E-2002012);山东理工大学科研基金项目(2006K