汽车EPS预测控制仿真研究.pdf

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1、第32卷第11期计算机仿真2015年11月文章编号：1006—9348(2015)11—0188—05汽车EPS预测控制仿真研究李靖，张向文(桂林电子科技大学电子工程与自动化学院，广西桂林541004)摘要：针对汽车EPS系统的非线性实时变化问题，设计了一种EPS的广义预测控制(GPC)算法。通过模糊算法，设计了EPS的助力特性曲线。建立了助力电机电流和转向杆位移的预测控制模型。实现对EPS的预测控制。基于dSPACE的ASM模型，在Maflab／Simulink中建立了GPC的仿真模型，进行了EPS的转向轻便性实验。结果表明，GPG能够较好地满足EPS的要求，在低速

2、时，具有较好的轻便性，在高速时，可以提供较强的路感。关键词：电动转向系统；广义预测控制；转向轻便性实验中圈分类号：TP391．9文献标识码：BSimulationofPredictiveControlofVehicleElectricPowerSteeringSystemLIJing，ZHANGXiang-wen(SchoolofElectronicEngineeringandAutomation，GuilinUniversityofElectricTechnology，GuilinGuangxi541004，China)ABSTRACT：Inordertosolve

3、thenonlinearreal-timechangeproblemofvehicleEPS，ageneralizedpredictivecon—trol(GPC)algorithmisdesignedforthevehicleelectricpowersteeringsystem(EPS)．TheassistancecharacteristiccurveofEPSisdesignedbyusingthefuzzyalgorithm．Acoupleofpredictivecontrolmodelsaboutthecurrentofas-sistancemotorand

4、thedisplacementofsteeringrodareestablished．AGPCcontrollerisdesignedtocontroltheEPSsystem．TheGPCismodeledinMatlab／Simulink，andthesteeringeffortsaretestedbaseontheASMmodelofdSPACEplatform．TheresultshowsthattheGPCCanmeetthedemandofEPScontrolsystemperfectly．ThevehicleEPSwiththeGPCcallmaketh

5、evehiclehaveagoodsteeringmaneuverabilityinalowspeedandastrongroadfeelinginahighone．KEYWORDS：EPS；GPC；Steeringeffortstest1引言汽车的转向轻便性是汽车性能评价的一个重要的指标。电动助力转向(ElectricPowerSteering，EPS)系统可以根据汽车的行驶速度的快慢进行转向助力大小的调整，提高汽车转向的轻便性和灵活性。由于汽车转向运动过程的非线性和汽车速度的实时变化，如何控制EPS随着车速的变化实时调整助力的大小，非常困难，因此，对汽车EPS控制

6、算法的研究对于提高EPS的实用性具有非常重要的意义。目前的控制算法主要包括PID控制¨J、模糊PID控制‘纠、遗传模糊PID控制‘”、H*鲁棒控制‘“、自适应控制‘5]和滑模控制[6．81等。PID控制算法结构简单，容易实现且可靠性强；然而PID参数固定不变，在多变的EPS系统中却往基金项目：广西信息科学实验中心项目(20130302)；国家自然科学基金项目(51465011)；广西区自然科学基金项目(2014GXNSFAAI18377)收稿日期：2015—02—02—188一往无法及时响应。模糊PID与传统PID相比，能够根据实际情况实时修改PID参数，控制更灵活；

7、然而模糊规则的建立往往全凭经验，很难实现参数的最优化。基于遗传算法的模糊PID控制能够实现PID参数最优化；然而其算法较为复杂。H∞鲁棒控制有较强的鲁棒性；但是，控制效果依赖于权函数的选择，而权函数的选择需要复杂的数学推理和大量的实验测试，因此。这种控制算法实现起来比较复杂。自适应控制是一种基于数学模型的控制方法，其所依据的关于模型和扰动的先验知识比较少，需要在系统的运行过程中去不断提取有关模型的信息，使模型逐步完善，但系统运行初期，对象特性的初始信息比较缺乏，系统在刚开始投入运行时的性能不理想。滑模控制本质上是一类特殊的非线性控制，具有快速响应、对