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基于线控技术的转向随动控制系统开发
| 论文题名： | 基于线控技术的转向随动控制系统开发 |
| 关键词： | 车辆工程;转向随动控制系统;线控技术;数学模型;干扰转矩 |
| 摘要： | 线控转向技术是继助力转向技术之后的最新一代车辆转向技术，逐渐成为国内外企业及高校的热点研究领域。高性能的车轮转向角跟踪控制系统是线控转向技术得以实现的基础。本文致力于开发基于线控技术的车轮转向角跟踪控制系统。 在转角随动转矩反馈的整体控制策略下，完成了车轮转向角随动控制系统中机械系统、电气系统、软件系统的构建以及随动控制系统的结构设计。其中机械系统包括转向机构、执行电机、传感器等基础部件的选取及构建，电气系统采用基于TMS570的电控单元及基于MOSFET的桥式驱动板构建。软件系统根据控制需求对电控单元软件任务进行任务划分及调度规划，然后按照分层软件架构对系统软件进行模块化划分，对每个模块的具体设计进行简单说明。最后根据系统硬件结构及控制需求选取了转角-转矩双闭环控制结构。 建立电机及机械系统的数学模型，并对干扰转矩进行提取分析。利用电机模型，设计PI控制器对转矩内环进行控制。建立位置环被控对象数学模型，并完成模型参数辨识。针对位置环中作用的干扰转矩，对其组成成分及数学描述进行了讨论。结合veDYNA车辆动力学仿真软件的仿真结果，发现难以通过数学表达式精确描述干扰转矩变化，同时发现干扰转矩具有幅值大、滞回特性强、变化慢等特征。 针对位置环中干扰力矩的强非线性及系统参数摄动的问题，本文提出了一种带有干扰观测补偿的H∞鲁棒控制方法。首先根据转向系统数学模型，设计地面反力矩线性观测器，对系统扰动进行补偿。然后针对补偿后的系统，结合转向系统频域特性合理设计加权函数，求解H∞控制器。最后结合整车动力学仿真软件veDYNA，在蛇形绕桩、双移线、原地转向等典型转向工况下对设计的控制器进行了进行仿真验证。 最后将控制算法嵌入软件系统中，结合现有的整车底盘控制仿真系统建立硬件在回路仿真平台，在该平台结合几种典型转向工况对控制方法进行了实验验证，结果表明设计的随动系统在测试工况下具备良好的跟踪性能。 |
| 作者： | 张明远 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 刘志远 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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