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汽车主动转向系统中无刷电机的仿真和控制
| 论文题名： | 汽车主动转向系统中无刷电机的仿真和控制 |
| 关键词： | 汽车操稳性;主动转向系统;无刷直流电机;位置控制;串级PID控制;Kalman滤波器 |
| 摘要： | 随着人们生活水平的不断提高，对汽车的安全性、舒适性，以及整车操稳性等方面的要求也越来越高。尤其对汽车中非常重要的转向系统来说，更不例外。 主动转向系统是近几年比较热门的汽车研究方向之一，能满足人们对汽车转向在低速时的灵活性要求与高速时的稳定性要求。本论文的主要目标就是针对如何在极其复杂的路况下，也能对汽车主动转向系统中的无刷直流电机进行精确的位置控制的仿真、分析和研究。 本文针对此目标分别运用了不同的几项控制理论进行了详细的仿真分析和对比研究。首先是运用经典控制理论中的串级PID 控制策略进行了分析研究，其中的PID 控制器被设定为每个控制回路运用均衡最优化或者是规模最优化的方法，控制无刷电机的运作。同时，针对线性的情况，设计了一个全状态的Luenberger 观察器和一个Kalman 滤波器；而对非线性的情况，则设计了一个扩展Kalman 滤波器。此外，本文中基于扩展Kalman 滤波器的对系统状态和未知负载扭矩输入的估算，则应用了LQ 最优调节器以实现BLDC 电机的最佳控制。 本文最后针对仿真结果，对常规的PID 控制和带有负载扭矩补偿的LQ+KF（线性二次高斯方程+卡尔曼滤波器）最佳控制、Luenberger 观察器和卡尔曼滤波器对系统状态和负载扭据估计的性能，以及基于状态空间反馈的Luenberger观察器和带有负载扭矩补偿的LQ+KF最佳控制器分别进行了比较研究。结论是，LQ＋KF 最佳控制策略是最好的控制方法，将在今后的实际应用中选用之。 |
| 作者： | 徐峰 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 杨林;任纪良 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海交通大学 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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