汽车电动助力转向系统控制策略和算法研究现状的综述报告.doc

《汽车电动助力转向系统控制策略和算法研究现状的综述报告.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、北京信息科技大学研究生部汽车EPS控制策略和控制方式研究现状的综述报告学院：机电工程学院专业：机械工程班级：研1202班学号：2012020045姓名：曹国栋指导教师：林慕义（教授）完成日期：2012年12月27日目录刖B1关于汽车电动助力转向系统的论述21.1电动助力转向系统概述21.2电动助力转向系统控制策略和控制方式的研究现状41.2.1国内EPS系统控制策略和控制方式的研究现状4122国外EPS系统控制策略和控制方式的研究现状102总结与展望12参考文献13前言汽车可以被称z为“改变世界的机器”，它已经成为现代人

2、们生活的必需品。汽车是当今社会进步的重耍标志，驾驶人员对车俩的性能、安全及外观等方面的耍求也越来越高。汽车转向是汽车行驶过程中的一个重耍部分，汽车转向就是通过驾驶人员的意识改变车辆行驶方向的，驾驶人员对转向盘实施的操作力，直接决定了低速操纵的轻便性和高速行驶的稳定性。因为在汽车发展初期，驾驶人员的转向动作是通过转向盘输出的，这个转向动作经过一套专门的机构使车轮偏转了一定角度，该角度是车轮相与汽车纵向轴线形成的夹角，这就完成了整个汽车转向过程。随着汽车制造业的迅猛发展，汽车驾驶技能越来越普及，现代车辆技术也在快速发展，驾驶

3、者对车辆转向操作系统的安全要求也再逐步提高。近儿年来，一种新的转向系统电动助力转向系统EPS(ElectricPoweredSteering)?^步应用起来，其发展速度极其快，因为EPS系统除了拥有很好的操作稳定性以外，还具有节能、环保等优点。EPS系统的工作过程是不同功能的传感器将接收到的齐种信号传递给电子控制单元ECU,电子控制单元ECU根据收到的各种信号，确定岀合适的扭矩，然后借助驱动电路促使电动机开始运转，这样就实现了汽车的电动助力转向。冃前，电动助力转向系统正在逐步取代液压动力转向系统。由于中国内地汽车电子产业

4、相比起全球的汽车电子产业比较落后，国内在EPS系统的研究和产业化方面的进展速度很缓慢，有待进一步开发，因此加快EPS系统设计开发工作对国内汽车零部件产业发展有特别重大的意义。本文综述了近年来国内外关于电动助力转向系统控制策略和控制算法方式的研究现状。叙述了电动助力转向系统的结构和T作原理，对EPS系统的主耍控制策略和控制方式进行了综述性的总结。设计EPS系统要实现驾驶人员操纵轻便性、路感好、稳定性等冃标，为了实现以上的设计需求，有四种控制策略是必不可少的，即助力控制、回正控制、阻尼控制和补偿控制。与此同时，还综述TEPS

5、系统的控制方式，主要有PID控制、线性二次型最优控制、鲁棒性控制、模糊控制和人工神经网络控制的控制方式。因此，研究EPS系统的控制策略和控制方式，进行转向系统的设计和优化，对于提高国产轿车的口开发与科技创新能力，具有重耍的理论意义和丁•程实用价值。1关于汽车电动助力转向系统的论述1.1电动助力转向系统概述电动助力转向(ElectricalPowerSteering,fnj称EPS)系统是一种直接依靠电机提供辅助转矩的动力转向系统。该系统一般包括了电机、减速机构、扭矩传感器和电子控制单元。EPS系统的基本丁作原理为：扭矩传

6、感器测得转向轴上的转矩大小，该转矩值表明了驾驶员的操作意图，由电子控制单元采集并解算出方向盘上作用的扭矩，经过一定的助力算法，控制电机输出相应的力矩，通过减速机构对该力矩进行放大后，传递到转向器，辅助驾驶员转动方向盘。电动助力转向系统不意图如图1.1所不:ECU转矩U减速器弁驶状态变磺(汕摆角速度等)转矩传感器电流丁世也qPW齿轮齿条转向器图1.1电动助力转向系统示意图相对丁液压助力转向(HydraulicPowerSteering,简称HPS)系统，EPS系统的优势体现在以下儿个方面：(1)效率高。EPS是机械系统与电

7、机系统结合，工作效率大大提高，比HPS高20%—70%；(2)能耗少。EPS控制器只有在车辆转向时启动电机，燃油消耗率比HPS低了10倍左右。(1)路感好。由TEPS控制系统有补偿功能，能弥补系统的滞后性，汽车在不同车速行驶下都能得到好的助力转向；(2)回正性好。EPS系统操作简单，转向车轮回正特性好；(3)对环境污染少。EPS通过电子控制，比起HPS的漏油，大大减少环境污染；(4)可以独立于发动机工作。电源作为EPS控制器的能源，有电源就可以运作该系统；(5)应用范围广。EPS采用的零件不多，装配性好易于布置，适用丁•

8、各种型号汽车。电动助力转向系统中的转角传感器，它的作用是实时跟踪监测转向盘的转动方向和转向盘的位置，而扭矩传感器是为了实时跟踪检测转向盘扭矩的人小，这两种传感器将检测到的信号处理后输入给电子控制单元ECUo国外的一些金业正在研制集转角传感器和扭矩传感器功能于一体的多信号传感器，这样可以使EPS系统布局更加紧凑，减少了