混合建模式电动助力转向系统主动控制

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1、维普资讯http://www.cqvip.com汽车电子文章编号：1008-0570(2007)O1—2_0311_02混合建模式电动助力转向系统主动控制TheStudyoftheActiveControlSystemBasedonHybridModelinginElectricPowerSteeringSystem(江苏大学)艾宝莹赵景波AIBAOYINGZHAOJINGBO摘要：介绍了电动助力转向系统(EPS)的构成与工作机理，建立了基于线性理论和神经网络的混合式主动控制系统，并对混合式车辆动态模型进行了辨识；进一步在

2、此基础上进行了仿真研究，取得了满意的控制效果。关键词：汽车；电动助力转向(EPS)；建模；辨识中图分类号：U463．42；TM921．54+1文献标识码：AAbstract：Theconstituentsanditsoperationalmechanismofelectricpowersteeringsystemareintroducedshortly，andthehybridactivecontrolsystembasedonthelinearizationmethodandneuronetworkispresented

3、，thentheVehicle’Shybriddynamicmodelisidenti—fled；theSimulationbasedonthisisstudied，andagoodefectisachieved．Keywords：automobile,electricpowersteering(EPS)，modeling,identification是用线性控制理论辅以神经网络手段解决的。也就是说，在设1引言计中神经网络起弥补把线性理论应用于非线性的车辆建模与近年来．随着计算机、通讯等技术的迅猛发展，汽车电子技控制系统时

4、．所造成的误差的作用。因此称为线性理论与神经术也发展到一个新的阶段。汽车电子化已被视为衡量一个国家网络的混合式建模。汽车工业发展水平的重要标志。作为汽车重要组成部分的转向系统也从机械转向系统和液压助力转向系统，发展到了今天的电动助力转向系统。电动助力转向f简称EPS)系统是一种直接依靠电动机提供辅助转矩的转向系统。与传统转向技术相比，EPS系统有着节约能源、操作方便和驾驶安全等众多优点，兼可减轻驾驶员劳动强度。因此，日本等发达国家已研发十多年，并有成型产品，而我国还刚刚起步。2电动助力转向系统的机理图1电动助力转向系统工作

5、示意图汽车电动助力转向系统主要有以下几个部分构成：电子控当侧向加速度较小时，车辆的运动可用线性模型描述如下：制单元(ECU)、车速传感器和扭知传感器、伺服电动机、变速机辈：一(+I-1)y+r+(1)构和转向柱总成等。其中比较关键的是电子控制单元，很大程度上决定着电动助力转向系统的控制效果。电动助力转向系统d7dt=I、vI孕IJ+挚I

6、(2)的工作示意图如图1所示。具体的助力情形是：汽车处于起动或者低速行驶状态时，操纵方向盘转向，装在转向柱上的扭矩式中m——车体质量；传感器不断检测作用于转向柱扭杆上的扭矩，并将此信号与车

7、I——转动惯量：速信号同时输入电子控制器，处理器对输入信号进行运算处B——质心处侧偏角；理．确定助力扭矩的大小和方向．从而控制电动机的电流和转r横摆角速度；向．电动机经离合器及减速机构将扭矩传递给牵引前轮转向的8f、8前、后轮转向角；横拉杆，最终起到为驾驶人员提供辅助转向力的作用。当车速lf、一质心距前、后铀间距离；超过一定的临界值或者出现故障时，EAS系统退出助力工作模kf、k一前后轮的侧偏刚性；式．转向系统转入手动转向模式。v——车速。为了与神经网络一起构成混合建模系统，方程式(1)及(2)3混合式车辆动态模型辨识应该

8、变成下面的离散形式在本文的设计中，对车辆动态非线性系统的辨识和控制，(，l+1)=q1，1)+q2Y(n)+bll(n)+2(，1)(3)艾宝莹：硕士研究生y(n+1)=a21fl(n)+a笠y(n)+b21(n)+(，1)(4)江苏省教育厅自然科学基金资助项目(02KJI’510009)图2为车辆非线性动态模型的线性模型与神经网络混合圈自控嘲邮局订阅号：82．946360元，年一311—维普资讯http://www.cqvip.com汽车电子中文核心期刊《微计算机信息》(嵌入式与S0C)2007年第23卷第1_2期辨识系

9、统。图中上部是车辆的线性模型，它只适于侧加速度较此判别式不仅要求13要近似零，同时希望也尽量小的情况；下部分的神经网络是为了弥补当侧向加速度较大小。式中P和p2是权函数。神经控制器中权值的修改是以时，车辆的线性模型所造成的误差而设计的。这也是为什么在减小判别函数J为依据的。图4是带有混合控制器的车辆神经