汽车电动助力转向系统的模糊控制研究

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1、·机械研究与应用·2014J3,~4期(第27巷，总第132期)检测与控制汽车电动助力转向系统的模糊控制研究袁森，柳飞，张宏(1．贵州大学机械工程学院，贵州贵阳550025；2．中石油西南管道公司兰州输测气分公司，甘肃兰州730000)摘要：汽车电动助力转向是当前汽车安全性和舒适性等方面研究的重点。通过对汽车转向机构的分析和改造，设计了基于小型货车的电动助力转向系统，并在此基础上提出了模糊PID控制算法，有效地满足了模糊判断和反馈控制的需求。采用MATLAB进行模型仿真，得到了较好结果，证明算法有效地改善了转向盘的转矩输出

2、曲线，为转向过程的灵活性和实时性提供了保障。关键词：电动助力转向；MC9SXS128；模糊控制：PID控制中图分类号：V463文献标志码：A文章编号：1007—4414(2014)04—0199—04ResearchonFuzzyControlofElectricPowerSteeringSystemofCarYUANSen．LIUFei．ZHANGHong(J．CollegeofMechanicalEngineering，Gu&houUniversity，GuiyangGu&hou550025，China；2．Lanzh

3、ouOilandGasBranchCompany，PetroChinaSouthwestpipelineCompany，LanzhouCansu730000，Chila)Abstract：Electricpowersteering(EPS)isthekeytopicofsafetyandcomfortinautomobileindust~．Basedonamlysisofsteeringmechanismandstructureofcar，onesolutionofelectricpowersteeringsystemis

4、designed．Onealgorithm0ffuzzy-PIDisgiveninthispaper，whichcanfitthecommandoffuzzycontrolandfeedback，thegoodresultisgotbyMATLAB．itisprovedthatthealgorithmcanimprovethetorqueoutputCHIVeofsteeringwheel，whichprovidesprotectionforflexibilityandre—altimeinsteering．Keyword

5、s：EPS；MC9SXS128；fuzzycontrol；PIDcontrolO引言其中，传感器组件对汽车转角，车速，和电机功率等多电动助力转向(ElectricPowerSteering，简称样信息进行感知，主要包括扭矩传感器，车速传感器，EPS)是现代汽车助力转向的主要研究方向。EPS通和电机电流传感器等；传动控制组件实现且】力转向动过对助力电机的驱动控制，实现对转向助力大小的调力的传递和隔断，包括减速装置，传动装置和离合装节，满足策略化控制的要求，能够有效地满足现代汽置等[2-3]。EPS系统架构如图1所示。车对绿色

6、，安全和可控性等多方面的要求，是助力转向的未来发展方向¨。EPS系统对电动机的控制主要是依靠电机控制单元实现，其核心是具有强大计算和控制功能的一菱构器霞MC9SXS128微控制芯片。MC9SXS128芯片具有体积小巧，体系架构紧凑，在低功耗、低成本、易用性、稳定齿轮齿条、减速器性和可靠性能够得到保证，且具有功能强大的功能指令，有效地满足EPS控制的多重需要。图1EPS系统原理图笔者以Freescale16位单片机MC9SXS128为核心构建EPS控制单元，通过数据接口卡传递控制命EPS系统启动后，传感器组件感知当前汽车转向

7、令，并将输出结果实时采集后发送到后台展示，和生系统的工作状态。车速传感器感知当前汽车行驶速成统计报文。度，转矩传感器感知到驾驶员施加在方向搁上的转动1EPS的组成及其工作原理力矩，电流传感器感知当前电机的运行功痒。通过接EPS根据控制需要，主要包括四部分：传感器组口卡单元，各个传感器的感知信息反馈给电机控制单件，电机控制单元ECU，电动机，和传动控制组件。元ECU。ECU根据内置的控制策略，给出电机运行收稿日期：2014—06—16基金项目：贵州省重大专项资助项目(黔科合重大专项字(2011)6018)；贵州大学青年基金项

8、目：电动助力转向系统的控制策略研究(贵大自青基合字(2009)033)作者简介：袁森(1975一)，男，贵州遵义人，副教授，研究方向：汽车智能控制，车联网。·199·检测与控制2014年第4期(第27卷，总第132期)·机械研究与应用·的参考电流，经过ECU上的电机控制芯片，给予电机24V的汽车电瓶。E