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无转矩传感器式电动助力转向系统控制与联合仿真
| 论文题名： | 无转矩传感器式电动助力转向系统控制与联合仿真 |
| 关键词： | 无转矩传感器;电动助力转向系统;汽车技术;联合仿真 |
| 摘要： | 随着汽车产业信息化水平地不断提高，节能、安全、舒适已成为现代汽车技术的发展主题。电动助力转向(EPS)系统以其结构简单、安装和维修方便、环保节能、易于控制等显著优势迅速占领市场，成为未来汽车动力转向技术的发展方向。 本文旨在研究不同车速不同路面上的无传感器式电动助力转向系统动力学模型、控制策略、仿真建模及试验方法，为今后 EPS系统的理论研究、台架测试提供理论依据和借鉴。主要研究内容可分为以下几个部分： (1)从EPS系统实际需求出发，以系统阻力矩信号与方向盘输入转矩信号之差，即 EPS系统期望电机输出的力矩信号和车速信号作为模糊控制器的输入，从而得到改进型助力特性。结合助力电动机电流PI控制的回正控制策略一起实现了EPS系统永磁同步电机q轴电流闭环控制策略。 (2)建立了EPS系统状态空间模型，设计了未知输入观测器来实时估计方向盘转矩信号，从而实现EPS系统无传感器技术；以2自由度车辆动力学模型为基础，将轮胎Brush模型引入EPS系统，以车轮侧偏角和路面附着系数作为系统状态设计了非线性观测器，估计车辆在转向工况下的路面附着情况。 (3)以助力电动机期望q轴电流与实际电流误差最小作为系统能量指标函数，采用基于状态反馈的线性二次型最优控制器以完成对EPS系统的控制。 (4)以某车辆的基本参数为原型，利用AMESim与MATLAB/Simulink软件进行联合仿真平台的搭建，在 AMESim中完成 EPS系统机械模型的搭建，在MATLAB/Simulink中完成对观测器与系统控制模型的搭建。分别仿真了车辆原地转向、行车转向时低附着路面与高附着路面上的EPS系统操作转矩、系统各力矩、电动机q轴电流等曲线。验证了本文所提出的电动助力转向系统的可行性及有效性。 |
| 作者： | 周花 |
| 专业： | 控制理论与控制工程 |
| 导师： | 郑太雄 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆邮电大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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