汽车eps系统滑模控制策略研究

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1、汽车EPS系统滑模控制策略研究重庆大学硕士学位论文（学术学位）学生姓名：李成武指导教师：谢昭莉副教授专业：控制科学与工程学科门类：工学重庆大学自动化学院二O一四年四月ResearchofElectricPowerSteeringSystemwithSlidingModeControlAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheMaster’sDegreeofEngineeringByChengwuLieng

2、wuLiSupervisedbyAss.Prof.ZhaoliXiece-Prof.ZhaoliXSpecialty:ControlScienceandEngineeringCollegeofAutomationofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaApril2014中文摘要摘要转向系统是汽车的重要系统之一，装备EPS的转向系统可以减小方向盘输入力矩，给驾驶员一个安全舒适的驾驶体验。电动助力转向系统是时变非线性多输入多输出系统，容易受到系统参数变化，外部干扰，传感器测量误差及噪声等因

3、素的影响；然而电动助力转向系统控制的要求越来越高，即EPS系统要能够准确快速的提供助力矩，要能够消除机械系统的振动，要能够将有效路面信息传递给[1]驾驶员和提高系统抗干扰性能等诸多要求；电动助力转向系统的控制是一项综合的和挑战的控制问题。论文主要的研究内容为：建立电动助力转向系统的数学模型和整车二自由度数学模型。分析电动助力[2]转向系统所受的不确定因素，并且用状态空间方程描述EPS系统。以电动助力转向系统的助力电机为控制对象，设计EPS系统滑模变结构控制策略，改进转向系统的助力特性。结果表明，滑模变结构控制策略能够实

4、现良好的助力特性。分析滑模控制策略EPS系统在系统参数变化和外界干扰时的鲁棒性；仿真结果表明，滑模控制策略在转向系统参数变化时，具有很强的鲁棒性，但是当系统受外部扰动时，只具有较强的鲁棒性；针对EPS系统可能受到较大幅值扰动的影响，设计滑模控制策略电机扰动观测器。该方法可以很好的消除或者减弱干扰的影响，提高助力电机的抗干扰性能，实现对助力电机目标电流的准确跟踪。探讨汽车转向路感及路感强度，分析研究EPS系统的路感特性；从路感强度入手，指出直线型和折线型助力特性曲线在拐点处产生路感强度突变，采用正弦型的助力特性曲线；并推

5、导出路感传递函数，进行时域分析和频域分析，改善EPS系统驾驶路感。总之，依据电动助力转向系统的基本控制要求，针对系统可能受到内外部不确定因素的影响，设计了助力电机扰动观测器和正弦型助力特性曲线，采用滑模控制器，实现所需要的控制品质和性能。关键词：滑模控制助力特性鲁棒性扰动观测器路感I重庆大学硕士学位论文II英文摘要ABSTRACTSteeringsystemisoneoftheimportantsystemsofcar,directlyrelatedtothecar’smaneuverability.EPSsystem

6、canreducedriver’sefforts,providingasafeandcomfortableexperience.Electricpowersteeringsystem(EPSS)isanonlineartime-varyingsystemwithseveralinputsandoutputs.Inactualprocess,itiseasilyaffectedbychangesoftheparameters,externalinterferenceandsensormeasurementerrorand

7、noise,etc.Atthesametime,goalsaresetforEPSS.EPSmustbeabletoquicklyandaccuratelyprovideassisttorque.EPSmustbeabletoeliminatevibrationofsystems,EPSmusttransmitroadinformationtodriverandhasagoodanti-interferenceability.Manyotherrequirements.Therefore,controlofelectr

8、icpowersteeringsystemisacomprehensiveandchallengingtopicforengineer.Themainworkofthepaperareasfollows:ModelsofEPSSandvehiclearesetup.Andastatespaceequationisusedforth