基于多变量耦合反馈的电动助力转向模糊PID控制策略研究.pdf

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1、试验研究现代制造工程（ＭｏｄｅｒｎＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）２０１５年第５期基于多变量耦合反馈的电动助力转向倡模糊PID控制策略研究１１１２２赵玉兰，吕福麟，贠海涛，曹爱霞，谢建新（１青岛理工大学汽车与交通学院，青岛２６６０３３；２青岛黄海学院交通与船舶工程学院，青岛２６６４２７）摘要：采用动力学分析方法建立了电动助力转向系统的数学模型，基于数学模型建立了电动助力转向系统的离线仿真模型。在分析经典ＰＩＤ控制方法基础上，提出了一种基于多变量耦合反馈的电动助力转向模糊ＰＩＤ控制方法。利用离线仿真和台架实验对所提出的控制方法进行

2、分析，实验结果表明：与传统ＰＩＤ控制方法相比，所提出的多变量耦合反馈模糊ＰＩＤ控制方法可有效提高电动助力转向系统转向操纵的轻便性和稳定性。关键词：电动助力转向；仿真；多变量耦合反馈；模糊ＰＩＤ中图分类号：Ｕ４６３．４文献标志码：Ａ文章编号：１６７１—３１３３（２０１５）０５—００２１—０７ThefuzzyPIDcontrolstrategyofelectricpowersteeringbasedonmultivariablecouplingfeedback１１１２２ＺｈａｏＹｕｌａｎ，ＬüＦｕｌｉｎ，ＹｕｎＨａｉｔａｏ，ＣａｏＡｉｘｉａ，ＸｉｅＪ

3、ｉａｎｘｉｎ（１ＳｃｈｏｏｌｏｆＡｕｔｏｍｏｂｉｌｅａｎｄＴｒａｆｆｉｃ，ＱｉｎｇｄａｏＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｑｉｎｇｄａｏ２６６０３３，Ｓｈａｎｄｏｎｇ，Ｃｈｉｎａ；２ＳｃｈｏｏｌｏｆＴｒａｆｆｉｃａｎｄＭａｒｉｎｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＱｉｎｇｄａｏＨｕａｎｇｈａｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｑｉｎｇｄａｏ２６６４２７，Ｓｈａｎｄｏｎｇ，Ｃｈｉｎａ）Abstract：ＴｈｅｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＳｔｅｅｒｉｎｇ（ＥＰＳ）ｓｙｓｔｅｍｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅｄ

4、ｙｎａｍｉｃｓａｎａｌｙｓｉｓｍｅｔｈ-ｏｄ，ａｎｄｔｈｅｏｆｆｌｉｎｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｏｆＥＰＳｓｙｓｔｅｍｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｂａｓｅｄｏｎｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｓ．ＭｕｌｔｉｖａｒｉａｂｌｅｃｏｕｐｌｉｎｇｆｅｅｄｂａｃｋｆｕｚｚｙＰＩＤｃｏｎｔｒｏｌｏｆＥＰＳｓｙｓｔｅｍｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｂａｓｅｄｏｎａｎａｌｙｓｉｓｏｆｃｌａｓｓｉｃａｌＰＩＤｃｏｎｔｒｏｌｍｅｔｈｏｄ．Ｕｓｉｎｇｏｆｆｌｉｎｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｂｅｎｃｈｔｅｓｔｓａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｃｏｎｔｒｏｌｍｅｔｈ

5、ｏｄ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌＰＩＤｃｏｎｔｒｏｌ，ｔｈｅｍｕｌｔｉｖａｒｉａｂｌｅｃｏｕｐｌｉｎｇｆｅｅｄｂａｃｋｆｕｚｚｙＰＩＤｃｏｎｔｒｏｌｍｅｔｈｏｄｈａｓｃｅｒｔａｉｎａｄｖａｎｔａｇｅｓｉｎｔｈｅｍａｎｉｐｕｌａｔｉｏｎｏｆｐｏｒｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄｓｔａｂｉｌｉｔｙ．Keywords：ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＳｔｅｅｒｉｎｇ（ＥＰＳ）；ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｍｕｌｔｉｖａｒｉａｂｌｅｃｏｕｐｌｉｎｇｆｅｅｄｂａｃｋ；ｆｕｚｚｙＰＩＤＰＩＤ控制效果的不同，但是单一的Ｐ

6、ＩＤ控制实时性差，０引言［４］系统参数调节复杂；刘俊等人提出了基于信号滤波电动助力转向（ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＳｔｅｅｒｉｎｇ，ＥＰＳ）系统及系统稳定性分析的模糊ＰＩＤ控制，其主要思路是将是继电控液压助力转向系统（ＥＨＰＳ）之后，一种结构系统的反馈信号进行滤波处理，对滤波信号进行模糊简单、操作灵活、效率高且易维护的汽车助力转向系ＰＩＤ控制使系统自适应性增强，但是在单一控制变量统。采用ＥＰＳ系统可以减小方向盘的操作扭矩，提高的稳定范围内，其他变量参数仍然没有达到最优控制［６］驾驶的轻便性和稳定性。效果，稳定性不强；雷明森等人提出的神经网络算电动

7、助力转向控制策略是ＥＰＳ系统的核心，直接法，其主要缺点是模型物理意义不明确，易受干扰。影响到转向系统的操纵稳定性。国内外有很多学者如何优化控制算法，提高系统的控制性能依然是研究和研究机构致力于转向控制策略的研究。目前常用的重点。［３］［４-５］的控制算法主要有ＰＩＤ控制、模糊ＰＩＤ控制和本文通过对现有ＰＩＤ控制算法的分析，提出了一［６］［３］人工神经网络控制等。詹长书等人提出了一种种基于多变量耦合反馈的电动助力转向模糊ＰＩＤ控对ＰＩＤ控制信号进行滤波处理的方法，比较滤波前后制，不仅结合了模糊ＰＩＤ控制算法自适应能力强的特倡国家自然科学基金资助项目

8、（５１２０５２１５）；青岛市经济技术开发区科技计划项目（２０１４-１-６３）２１２０１５年第５期现代制造工程（ＭｏｄｅｒｎＭａｎｕｆａｃ