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EPS系统控制性能建模与仿真研究
| 论文题名： | EPS系统控制性能建模与仿真研究 |
| 关键词： | 汽车转向系统;EPS系统;控制性能;电动助力转向系统;回正控制;助力控制;H∞控制 |
| 摘要： | 汽车转向系统经历了从纯机械转向系统、液压助力转向系统、电液助力转向系统，直到操纵性能更为良好的电动助力转向系统(Electric Power Steering System，简称EPS)等几个发展阶段。EPS系统采用电机直接助力，助力大小由电控单元控制，相比传统液压助力系统，具有安全性能高、调节方便、环保节能等优点，紧扣现代汽车发展主题，是汽车转向系统发展的趋势，将逐步取代传统液压助力转向系统。 本文首先在分析EPS系统基本原理的基础上，简化了EPS系统动力学模型，并对其进行状态空间描述，根据所建动力学模型分析了系统的稳态性能和助力特性的跟随性能，针对本文对EPS系统的关键部件如传感器和电动机等作了初步选型。 控制策略是否得当将直接影响到EPS系统的性能，本文在总结系统控制目标的基础上，分析了助力控制、回正控制和阻尼控制三种基本控制方式，并确定了各种控制模式的实施时机。助力控制是EPS系统最基本的控制方式，本文用模糊神经网络控制对助力特性曲线进行了优化，建立新的助力插值表，并对回正控制和阻尼控制的算法进行了分析。 为了验证理论分析的内容，在MATLAB/SIMULINK环境下，建立了EPS系统仿真模型，分块对助力控制、回正控制和阻尼控制的施加时机与控制效果进行了仿真，并总结了仿真结果，其中主要对助力特性曲线、加速回正和增加阻尼等效果进行了验证。助力电机是各种控制最后的实施环节，对其抗干扰能力要求较高，本文采用H∞控制方案消减电机模型不确定因素的影响，实现目标电流的跟踪性能。在MATLAB/SIMULINK环境下建立了基于H∞控制的电机模型并对所建模型在抑制干扰方面进行了仿真分析。 最后，进行台架试验的方案设计。探讨了EPS试验台架的功能和要求，对台架机械部分与控制系统软硬件部分进行了选型，并最终确定了试验方案。利用搭建的台架初步对以上理论分析进行了验证，为进一步开展EPS系统实验研究奠定了基础。 |
| 作者： | 李振华 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 王增才 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山东大学 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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