基于PID参数模糊自适应的汽车EPS助力特性研究.pdf

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1、第52卷第1期V01．52No．1农业装备与车辆工程AGRICULTURALEQUIPMENT＆VEHICLEENGINEERING2014年1月January2014doi：10．3969／j．issn．1673—3142．2014．01．005基于PID参数模糊自适应的汽车EPS助力特性研究赵树恩，刘文文，屈贤，刘淅(400074重庆市重庆交通大学机电与汽车工程学院)[摘要]在分析电动助力转向(E嘲系统结构及动力学特性基础上，构建了系统动力学模型和仿真模型。根据助力电机目标电流决策设计了助力

2、特性曲线，同时采用自适应模糊PID控制策略对电动机目标电流进行闭环跟踪控制。通过对比仿真结果中目标电流响应速度、跟踪性等转向参数表明：该控制策略能够提高电动转向控制系统响应性、跟踪性能，使得汽车具有更好的转向性和操作稳定性。[关键词】电动助力转向；仿真；优化；模糊PID控制[中图分类号】U463．4[文献标志码]A[文章编号]1673—3142(2014)01—0019-06StudyonControlPerformanceBasedonFuzzySelf--adaptivePIDControl

3、lerforAutomotiveEPSsystemZhaoShuen，LiuWenwen，QuXian，“uxi(SchoolofMechatronicsandAutomobileEngineering，ChongqingJiaotongUniversity，Chongqing400074，China)[Abstract]Inordertoimprovethevehiclessteeringperformance，theElectricalPowerSteering(EPS)Systemsimu

4、lationismodeledandsimulatedthroughanalyzingthestructureanddynamicsperformanceofEPSsystem．Theassistingcharacteristicscurveisdesignedaccordingtotheassistingprinciple．PID-Fuzzycontrolstrategyisadoptedfortheclosed-looptrackingcontrolofobjectivecurrentint

5、hemotor．Bycomparingthestimulationoutputsonsteeringcharacteristicssuchastheresponsespeedofthetargetcurrent，yawrateandSOon，thesimulationresultshowsthat：thedesignedcontrollermakestheEPSsystemhaveabetterperformanceinthetrace，itCanimprovethesteeringcharac

6、teristicsandstabilityonvehicle．【Keywords】electricpowersteering；simulation；optimization；PID-Fuzzycontrol0引言近年来，随着汽车行业的高速发展．人们对汽车舒适性和安全性的要求越来越高。汽车转向器作为汽车的重要零部件，其性能的好坏直接影响着汽车行驶操稳性、舒适性、安全性和可靠性。电动助力转向(ElectricPowerSteering．简称EPS)是近年来在汽车工程领域中发展起来的高新技术产品。代表

7、着汽车助力转向技术的发展方向。EPS较于传动液压助力转向系统采用电动机直接提供助力。不但有行驶安全、节能环保、调整装配简单和系统成本低等优点。还可以通过修改一些相关的参数及部件设置来实现与不同车型的匹配。上述特点使得EPS系统正以其多方面的优势成为未来汽车行业的标准配置【1-21。本文以转向柱式汽车电动助力转向系统为研究对象，建立了方向盘和转向轴模型、齿轮齿条模基金项目：重庆交通大学2013学年研究生教育创新基金项目(20130117)收稿日期：2013—10-25修回日期：2013—12-02

8、型和助力电机模型。采用PID参数模糊自整定的控制策略对助力转向系统进行建模及控制性能的仿真分析，将PID线性控制精度高和模糊非线性控制灵活特点结合起来，在动态过程中使得PID参数得到最佳调整。最终提高EPS系统转向轻便性及操作稳定性。1EPS系统概述及动力学建模1．1EPS系统组成及工作原理齿轮齿条式EPS系统主要由机械转向系统、转向盘转角传感器、减速机构、齿轮齿条转向器、车速传感器、转子转速传感器、离合器、助力电动机及电子控制单元(ECU)等组成．电动机固定在转向柱一侧。通过电磁离合器、减速机