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基于深度模糊滑模-自抗扰的电磁直驱静液作动器控制技术研究
| 论文题名： | 基于深度模糊滑模-自抗扰的电磁直驱静液作动器控制技术研究 |
| 关键词： | 电磁直驱静液作动器;滑模-自抗扰控制;双闭环串级控制;复合控制器 |
| 摘要： | 电静液作动器由于高效节能、高集成度、高功率密度等优势将为汽车底盘线控技术的发展提供新的解决方案，特别在主动转向、线控制动等方面。考虑到传统电静液系统难以满足智能汽车高功重比、高响应品质的需求，提升其动/稳态性能成为了目前的研究热点。课题组融合电磁直驱与泵控直驱的技术优势研制了电磁直驱静液作动器。本文为提高电磁直驱静液作动系统用驱动单元的响应品质以及作动系统不同工况下的响应品质，基于对作动系统的原理分析、精细化建模、控制器设计和协调策略的研究，实现了在不同工况下的高效协同响应，主要内容如下： （1）完成了电磁直驱静液作动系统的架构原理分析和精细化建模。针对电磁直驱静液作动系统用直驱泵偏心内泄、参数不确定以及非线性摩擦的问题，通过机理分析建模与实验测试结合，从摩擦、泄露等方面对关键模型进行建模。实现了对电磁直驱静液作动系统的精细化仿真建模，为进一步控制器的设计奠定基础。 （2）实现了直驱静液作动系统用驱动单元高品质控制器的设计。首先，针对非线性和时变的内外部干扰问题，提出了基于改进滑模-自抗扰控制的双闭环串级控制系统，实现对驱动单元内外部干扰补偿的同时，进一步提高系统的响应品质和鲁棒性。然后，引入深度模糊控制到改进滑模控制律中以实现关键参数的自适应，在抑制传统滑模控制抖振的同时，在复杂条件下仍有较好的动静态响应。仿真与实验结果表明，复合控制器在阶跃目标下的仿真和实验响应时间，相比传统滑模控制器分别减少了12.70%、23.87%；重复性目标下的时间乘绝对误差积分准则值和均方根误差均小于其他控制，分别仅为0.0029、0.00145。 （3）实现了电磁直驱静液作动系统泵阀协调控制策略的设计。详细分析了作动筒三种不同模式的必要需求，设计了换向阀和直驱泵的协调控制；通过流量特性与重复性目标响应等结果表明，15mm位移响应稳态误差仅0.005mm，重复性目标响应的稳态误差小于0.01mm，验证了所提控制策略以及联合仿真建模的有效性，进一步提高了系统的动态响应性能与稳态性能。 （4）搭建了作动测试系统的软、硬件测试平台并对部分仿真结果进行了实验验证。建立了基于TMS320C28346的硬件测控系统；然后，基于LabVIEW设计了上位机测控软件以满足对作动系统的测控需求；最后，进行了相关的测试实验验证。结果表明，位移响应中作动筒响应时间为0.392s，稳态误差仅为0.103mm；复合控制器下直驱泵的平均流量最大可达到1.79L/min，验证了所提复合控制器以及策略的有效性。 |
| 作者： | 鲁应涛 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 葛文庆;谭草 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山东理工大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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