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电动助力转向系统自适应滑模变结构控制研究
| 论文题名： | 电动助力转向系统自适应滑模变结构控制研究 |
| 关键词： | 电动助力转向;自适应滑模;变结构控制;模块化设计 |
| 摘要： | 电动助力转向系统（EPS）具有节能、环保、调整方便、结构紧凑等优点，是汽车动力转向技术发展的方向，具有广阔的市场前景。本文围绕电动助力转向系统控制器的控制策略和软硬件实现方法等方面进行了研究。 首先，本文针对转向轴式电动助力转向系统建立了系统的数学模型和仿真模型，并根据原地和中低速转向时的轻便性、高速行驶时的操纵稳定性以及路感等要求，对助力特性曲线进行了设计。 在上述基础上，将电动助力转向系统的控制策略分成了上、下两层,并为上层控制策略设计了助力控制和阻尼控制两种模式。针对下层控制策略，本文采用将自适应控制理论与滑模变结构控制相结合的方法，设计了自适应滑模变结构控制器来实现目标电流的精确跟踪。仿真结果表明，滑模变结构控制方法具有较好的稳态性能、动态性能和鲁棒性，而且其滑动模态对系统参数的摄动具有完全的的自适应性，可以对电动助力转向系统实现鲁棒控制；趋近律的参数的自适应设计大大削弱了滑模变结构控制的“抖振”，同时也改善了趋近运动的动态品质。 为实现上述控制方法，本文开发了基于 TI公司推出的DSP芯片 TMS320F2812的软硬件。对电动助力转向系统的电机驱动模块、信号处理模块和故障诊断显示模块等外围硬件进行了设计和开发。在控制器硬件的基础上，利用集成开发环境 CCS对软件系统进行了开发，实现了助力控制、阻尼控制、故障诊断等控制功能。针对模拟信号中的噪声干扰，设计了低通FIR滤波器，采用汇编语言编写程序，具有占用存储空间少、运算速度快、移植性好等优点，试验数据表明，所设计的FIR滤波器可以有效地滤除干扰信号，准确度高且稳定性好。 最后，本文在电动助力转向系统试验台上进行了转向轻便性试验，试验数据表明，本文所设计的电动助力转向系统具有较好的转向轻便性，所采用的自适应滑模变结构控制器是有效的，系统的软硬件设计合理。 |
| 作者： | 徐冠林 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 石沛林 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山东理工大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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