一种基于相平面分析的转向系统死区逆变换补偿控制仿真.pdf

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1、第47卷第3期1If轧Vo1．47．No．32014正3月MICR0M0T0RSMar．2014一种基于相平面分析的转向系统死区逆变换补偿控制仿真邱浩，梁松峰，董铸荣(深圳职业技术学院，广东深圳518055)摘要：针对电动车转向机构中存在的电机死区，提出一种基于相平面分析的死区逆变换补偿电机控制方法。通过对执行机构实验数据的分析推导出其数学模型，并且针对转向系统执行机构存在死区的特点设计了逆变换补偿的控制算法以消除死区对控制系统的不良影响。利用相平面分析对控制的效果进行了仿真分析，得到使用死区逆变换的非线性补偿方法可

2、以有效的缩小控制的死区，提高控制的精度的结论。通过方针后，证实该控制方法行之有效。关键词：电动汽车；电动转向；转向控制；相平面分析；死区逆变换补偿中图分类号：TP391．9文献标志码：A文章编号：1001—6848(2014)03．0078．04AControlSimulationforSteeringSystemBasedonDead·zoneInverseTransformingCompensationWithPhase-planAnalyzingQIUHao，LIANGSongfeng，DONGZhurong(

3、ShenzhenPolytechnic，ShenzhenGuangdong518055，China)Abstract：Acontrolmethodbasedondead-zoneinversetransformingcompensationwithphase·-plananaly-zingwaspresentedforelectricpowersteeringsystemwhoseexecutionmechanismsofsteeringsystemincludeddead-zone．Thepaperderivedm

4、athematicalmodelforexecutionmechanismsfromempiricaldataandde—signedacontrolapproachcalled“Dead-zoneInverseTransformingCompensation”toeliminateillefectscausedbydead—zone．Aconclusionthatthemethodcouldreducethedead—zoneandimprovethecontrolpre-cisionwasdrawnbyphase

5、—plananalyzing．Itwasprovedthatthemethodwaseffectivebysimulation．Keywords：EV；electricpowersteering；steeringcontrol；phase—plananalyzing；dead-zoneinversetrans—formingcompensation磨胎而影响汽车行驶；③电机负荷重和减速机构0引言存在摩擦等客观因素，使得系统存在较大的死随着对纯电动汽车研究的深入，四轮独立转区。在ECU控制时，控制信号与电机的转速有可向

6、系统采用线控方式转向，转向动力分别由四个能不成比例关系，影响汽车正常行驶。为了解决电机提供，这种转向方式已越来越受到重视⋯。上述死区的问题，本文提出了一种死区逆变换补四轮独立转向系统的优点：①机械转向系统完全偿转向系统控制方法。消失；②转向方式更灵活，可以实现“原地转1转向控制系统模型向”、“横泊”等特殊方式J。但其缺陷也较突出：①由于借助液压等方式助力，如果转向负载较根据自行研制的四轮独立转向四轮独立驱动电重，电机需要输出较大扭矩；②由于各车轮转向动车]，转向控制系统结构框如图1所示。图1中，由ECU来控制，如果各

7、轮控制稍有偏差便会产生控制系统根据方向盘角度0和车辆运动学计算各车收稿日期：2013—06—17基金项目：广东省自然科学基金($2011010002534)；深圳市科技研发资金项目(Cxzz20120617l430l1586)。作者简介：邱浩(1976)，副教授，博士，研究方向为新能源汽车控制技术。qiuhao@szpt．edu．cn梁松峰(1980)，男，讲师，硕士，研究方向为电动机驱动控制技术。ling@szpt．edu．en董铸荣(1975)，男，副教授，博士，研究方向为电动汽车实验技术。arondong@sz

8、pt．edu．cn3期邱浩等：一种基于相平面分析的转向系统死区逆变换补偿控制仿真·79·轮应有的转角，并与车轮实际转角O／比较，经过2逆变换补偿原理PID控制计算出控制量u，经控制器计算后，通过电机、减速机构、齿轮机构等机械结构作用到车轮上，逆变换补偿是一种软件算法，其本质是线性形成转角的闭环控制。化J，把非线性系统通过逆函数补偿变成线性系统，