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原文传递大客车EPS助动力矩及控制策略研究

论文题名：	大客车EPS助动力矩及控制策略研究
关键词：	电动助力转向系统;助动力矩;三相交流异步电动机;自适应控制;大客车
摘要：	电动助力转向系统(EPS)是近年来迅速发展起来的一种新型动力转向装置，是现代汽车转向系统发展的必然趋势。EPS的研究与开发与汽车发展中安全、环保、节能三大主题相吻合，具有一定的现实和长远意义。但是，对于商用车辆尤其是大客车、货车而言，已有的EPS技术并不完全适用，EPS在大中型商用汽车上的应用很少见诸于文献报道，目前国内外已有学者开始在此方面开展研究。本论文在陕西省交通科技项目(07-21K)--商用车辆电子转向系统EPS的研究与开发一的资助下，主要面向大客车开展电动助力转向的一些关键技术方面研究工作，从控制理论的角度对能够较为准确的确定助动力矩的汽车模型进行了研究，对转向过程中EPS的助力规律进行了定量的揭示和研究，对助力电动机的选择以及电动机的控制策略等进行了研究。 1.摒弃了原先EPS中的转矩传感器，使用EPS系统参考转向力矩模型计算总转向力矩：提出了轮胎侧偏刚度的二元二阶回归模型，将系统辨识理论、过程辨识理论和神经网络理论引入研究，分别建立了基于系统辨识的操纵稳定性模型、基于过程辨识的操纵稳定性模型和基于神经网络的操纵稳定性模型，并提出一种通过模型预测结果来判定神经网络模型精度的评估办法。通过试验验证发现，操纵稳定性模型的仿真结果与试验结果吻合程度都很高，模型精度较高，表明使用的三种建模方法正确。 2.提出了在转向过程中以一定的倍率关系确定驾驶员操舵力矩与助动力矩之间的助力特性的方法：并应用T-S模型和模糊推理，对不同工况下的倍率关系进行了综合，得到了不同工况下与倍率查询表对应的三维曲面图。对路感、轻便性和跟踪性等方面的仿真结果表明，确定的助力特性路感良好、无助力滞后感，转向平稳，助力特性曲线的斜率随着操舵力矩的增大逐渐增大，属于比较理想的助力特性曲线。 3.使用了三相交流异步电动机作为助力电机，提出了“分而治之”的交流异步电动机自适应控制方法，将电动机的工作范围区间划分为20个小区间，并为每个区间设计出适用的H∞鲁棒控制器，使用T-S模型对这20个控制器进行了综合，将控制器状态方程中所有12个矩阵元素分别用三维曲面表征出来，从而对具有强非线性、强耦合的交流异步电动机设计出自适应控制器。通过对控制器的控制性能分析、电动机参数摄动30％时的控制效果等分析发现，负载不发生突变时电动机输出转矩与负载之间的误差小于0.5Nm，负载发生突变时发现电动机的输出转矩与负载之间的误差在无参数摄动时小于2Nm，有参数摄动时小于4Nm，而且总会在负载突变后0.02s的时间内达到接近零的状态，表明控制器很好的控制性能和具有良好的鲁棒性，可以有效抑制外部载荷和电动机参数变化对系统带来的影响，保证EPS系统有良好的助力效果和使用期内系统的稳定性。 4.在交流异步电动机模型中，结合T-S模糊模型理论，提出了转子磁链的T-S模糊观测模型。
作者：	刘喜东
专业：	车辆工程
导师：	马建
授予学位：	博士
授予学位单位：	长安大学
学位年度：	2009
正文语种：	中文