电动助力转向系统H∞鲁棒控制及其对操纵稳定性影响研究.pdf

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1、制造技术／工艺装备现代制造工程(ModernManufacturingEngineering)2016年第9期电动助力转向系统H∞鲁棒控制及其对操纵稳定性影响研究’佘国芹1，严运兵1，翁敬良2(1武汉科技大学，武汉430081；2奇瑞新能源汽车技术有限公司，芜湖241000)摘要：针对电动助力转向(EPS)系统动态特性的要求，在考虑系统路面干扰、传感器噪声等不确定性因素的基础上，设计了一种基于H。鲁棒控制的电动机电流H。鲁棒控制器。建立了包括三自由度车辆模型及EPS系统模型的综合控制模型，并将汽车

2、操纵稳定性、驾驶员路感以及EPS系统鲁棒性能作为控制目标构建了系统仿真模型。对所建立的电动助力转向系统与无助力转向系统进行了对比仿真，结果表明，所设计的H。鲁棒控制器不仅对传感器噪声和路面干扰有明显地抑制效果，同时也能保证驾驶员拥有良好的路感，并明显地改善了汽车在高速行驶时的操纵稳定性。关键词：电动助力转向；三自由度车辆模型；H。鲁棒控制；操纵稳定性中图分类号：U461．6；0231．2文献标志码：A文章编号：167l_3133(2016)09卅114----07DOI：10．16731／j．cn

3、ki．1671—3133．2016．09．023StudyonH。robustcontrolforelectricpowersteeringsystemandit’SinfluenceonhandingstabilitySheGuoqinl，YanYunbin91，WengJinglian92(1WuhanUniversityofScienceandTechnology，Wuhan430081，China；2CheryNewEnergyAutomobileTechnologyCorporation

4、Limited，Wuhu241000，Anhui，China)Abstract：AccordingtothedynamiccharacteristicrequirementsofEPS，acurrentH。robustcontrollerwasdesignedwiththecon·siderationoftheuncertaintyaboutroaddisturbanceandsensornoiseandSOon．Thesyntheticalcontrolmodelincluding3-DOFve

5、hicledynamicmodelandEPSdynamicmodelwereestablished，andthehandingstability，roadfeelingandsystemrobustnesswereproposedasthecontrolobjectives．thenthecorrespondingsimulationmodelW88built．Thenthecontrastsimulationbetweenestablishedsystemandnopowersteerings

6、ystemwasconducted，andtheresultsshowthatthedesigned也robustcontrollernotonlyhasagoodperformanceonrestrainingtheroaddisturbanceandsensornoise，butalsoCanprovideagoodsteeringfeeltothedriver，furthermoreitimprovesthevehiclehandingstabilityobviously，inthehigh

7、speedcondition．Keywords：ElectricPowerSteering(EPS)；3-DOFvehiclemodel；H。robustcontrol；handingstability随着能源与环境问题日益突出，新能源汽车已经成为未来汽车发展的必然趋势⋯。作为新能源汽车的关键技术之一，电动助力转向(ElectricPowerSteer．ing，EPS)系统得到了无论是企业还是研究人员的广泛关注。其轻巧、易于装配调整、噪声及废气污染小等特点使其得到广泛应用忙j。EPS系统在机械转向

8、的基础上增设了助力电动机，通过控制电动机提供的辅助转向转矩来实现汽车低速运行时转向轻便性和高速行驶时优良路感的要求∞J。但是，随着汽车性能要求的不断提高，除转向轻便性和良好的路感外，汽车高速行驶时的操纵稳定性也备受重视，因此，EPS系统的鲁棒性研究得到了广泛关注。KIMJH等人⋯对EPS系统的控制策略进行了研究；Parmar等人【41设计了基于线性二次型调节器(LQR)和Kalman滤波器的EPS系统控制器；吴文江等人∞1应用LMI方法设计了EPS系统控制器；刘照等人【61设计了基