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基于模糊与遗传优化PID的汽车EPS系统的半实物仿真研究
| 论文题名： | 基于模糊与遗传优化PID的汽车EPS系统的半实物仿真研究 |
| 关键词： | 汽车EPS系统;dSPACE平台;模糊PID算法;遗传优化PID;助力特性;半实物仿真 |
| 摘要： | 随着汽车工业的发展,汽车驾驶的安全性、舒适性和操纵稳定性得到快速的提高。汽车EPS(电动助力转向)系统作为一种先进的汽车助力转向控制系统,具有助力特性灵活、节能环保、装配自动化程度高、维修方便等优点,获得了社会和业界的广泛关注,已经成为转向系统研发的热点。 EPS系统的设计主要包括硬件和软件两部分,二者相互依赖、相互促进。随着现代科技的发展,各种性能更优的控制器和测试平台等硬件设备得到了快速的发展,在新的开发工具的推动下,高效复杂的软件控制算法也得以实现,这些都为汽车EPS系统的良好控制效果提供了基础。针对汽车EPS系统设计时路感不清晰合理,PID控制参数难整定的问题,提出了一种基于模糊推理的EPS系统助力特性目标电流的确定方法;设计了一种基于遗传优化的PID控制算法来快速实时跟随目标电流达到控制电机输出转矩的目的。为降低开发成本和缩短设计周期,文中利用dSPACE高性能软硬件系统平台,对EPS系统进行数学建模、离线仿真和半实物控制系统设计与仿真测试,验证 EPS系统设计控制效果,为控制器的开发和设计提供理论与技术支撑,具有一定的应用价值。 本文的主要内容: (1)介绍了EPS系统各部件结构和工作原理,分析了动力学特性并建立其动力学模型和汽车七自由度车辆模型; (2)分析了系统助力特性曲线特点,并且分析了EPS系统的三种控制模式及控制策略,根据扭矩和车速信号,由模糊算法得出理想电机目标电流; (3)由于EPS系统的非线性、不确定性和复杂性等特点,采用遗传算法优化PID控制参数,完成电机控制算法设计,并进行仿真分析; (4)结合dSPACE及其软件平台Mode Desk和Motion Desk,进行整车控制仿真分析;基于模糊与遗传优化PID控制算法,结合Control Desk测试工具和EPS试验台,搭建半实物仿真平台,进行控制系统算法验证和控制效果分析。 本文的创新点: (1)助力特性曲线的设计。本文采用模糊算法确定电动助力特性曲线,相较于传统的直线型、折线型和曲线型助力特性曲线,具有助力特性灵活,路感清晰合理的特点。 (2)遗传优化PID的助力电机的控制。常规PID控制具有参数不易调整,整定难等缺点,文中采用遗传优化PID控制具有响应速度快、超调量小,获得了较好的低速行驶的轻便性和高速行驶的稳定性。 |
| 作者： | 郑胜 |
| 专业： | 模式识别与智能系统 |
| 导师： | 张向文 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 桂林电子科技大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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