传感器/执行器失效的电动汽车EPS鲁棒容错控制

针对电动汽车电动助力转向(EPS)系统同时存在参数不确定性、传感器故障和执行器故障的情况,建立了EPS系统的动力学模型。设计了系统的鲁棒容错控制器。设计的控制器既保证系统在传感器和执行器正常工作及发生故障时闭环系统的完整性,又保证系统在参数不确定性下的鲁棒稳定性。对EPS系统进行容错控制,针对传感器和执行器的不同故障隶属度情况进行了仿真比较。仿真结果表明了该方法的有效性,进一步完善了EPS系统的可靠性和鲁棒性。     

基于操纵稳定性的EPS转向系统鲁棒控制策略研究

针对电动助力转向(EPS)系统存在传感器噪声、路面干扰、参数摄动等不确定性,以及对系统动态特性的要求,设计一种基于操纵稳定性的电流H∞鲁棒控制器。分别建立EPS转向系统及简化的二自由度整车动力学模型,以驾驶员路感良好、汽车操纵稳定性强及EPS系统鲁棒性优越为控制目标,构建系统的状态空间方程和被控对象增广模型,并对EPS控制系统进行仿真。结果表明,所设计H∞鲁棒控制器不仅能够保证满意的路感、良好的操纵稳定性,而且可以有效抑制传感器噪声和路面干扰的影响,从而提高EPS系统的稳定鲁棒性。     

电动汽车电动助力转向系统鲁棒H∞控制

针对汽车行驶过程中汽车EPS控制器受到转向系统参数摄动、路面干扰、传感器噪声以及大侧向风干扰等不确定性影响,导致助力电流的不精确性和影响EPS系统性能和驾驶安全的问题。建立了EPS系统数学模型,分析了EPS系统的内部不确定性以及外部干扰。用LFT线性分式变换形式表达出EPS模型,求解了不确定性M矩阵。应用H∞控制理论,根据系统性能指标设计了权函数和H∞控制器。结果表明,与PD控制进行了性能对比,稳定时间和电动机最大助力扭矩分别降低了40.00%和36.98%。在传感器噪声和路面高频力矩等外界干扰影响下,H∞控制器比PD控制器具有更好的性能鲁棒性和鲁棒稳定性,具有良好的抗干扰性能,能够满足EPS性能要求。     

基于PI电流环电动助力转向系统的鲁棒H_∞控制

首先在电流闭环PI控制的基础上,建立电动助力转向系统传递函数的仿真模型,应用混合灵敏度方法设计了电动助力转向系统的鲁棒H∞控制器.通过仿真分析,结果表明,基于PI电流环的混合灵敏度鲁棒H∞控制器能在较宽频带范围内增强地面低频信号、削弱地面高频信号和抑制转矩传感器噪声,同时考虑到了转矩传感器实际测量噪声均远小于仿真所采用值.所设计基于PI电流环的混合灵敏度鲁棒H∞控制器具有较强鲁棒性能,助力跟踪能力和抗干扰能力,改善转向回正特性,提供驾驶员较为满意的路感,提高车辆的转向操纵性能.     

基于嵌入式实时操作系统的EPS系统设计

针对电动助力转向（EPS）系统的原理和工作流程,考虑到在不同车速和转向扭矩时系统应提供的助力方式不同,采用嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ为软件平台,将EPS软件中的信号采集、故障诊断、助力控制、回正控制、阻尼控制等子程序以多任务的形式进行了设计。通过设置不同的优先级别,达到各个任务的协调运行。控制器采用PIC18F458芯片,通过其增强型的PWM脉宽调制模块ECCP控制助力电机,实现EPS系统的各种助力方式。该系统具有实时性高、可移植性、易于维护等优点。     

循环球式EPS系统助力特性控制策略研究

研究电动大客车电动助力转向(EPS)系统助力特性控制策略.采用优化设计方法,开发了适合纯电动大客车EPS系统使用的循环球式电动助力转向器,并建立了其动力学模型;针对EPS系统对系统鲁棒稳定性和动态特性的要求,提出了"上层混合H2/H∞电流决策控制 下层模糊PID电流跟踪控制"的两层助力特性控制策略.仿真结果表明:应用上层混合H2/H∞电流决策控制,EPS系统可有效获得来自路面的低频信息并抑制路面高频干扰,使驾驶员获得满意的路感;应用下层模糊PID电流跟踪控制,EPS系统具有较好的动态特性,能够对目标电流进行准确跟踪,使驾驶员获得理想的助力特性.     

多变量解耦鲁棒控制的遗传优化方法

提出一种基于遗传算法的鲁棒准优势化算法。该算法将鲁棒对角优势和遗传算法相结合,综合考虑各摄动系统的关联性,搜寻最优的鲁棒解耦控制器。用该算法对一参数不确定性工业对象进行了鲁棒系统设计,结果表明该设计方法比多模型加权准优势化算法具有更好的鲁棒稳定性和鲁棒性能,因而更适于实际工程应用。     

电动助力转向控制系统的μ分析与综合

在建立电动助力转向系统数学模型的基础上,考虑汽车电动助力转向控制系统设计中存在的参数摄动以及车辆行驶过程中路面高频、传感器测量噪声干扰的影响,在Matlab的μ分析与综合控制箱内,应用线性分式变换理论对模型中的参数摄动进行线性分式变换处理,并合理地选取系统中的相关权函数,构造电动助力转向系统的μ综合控制设计框架,采用D-K迭代算法求解了μ控制器.μ计算分析表明,所设计的μ控制器能够有效地抑制系统参数摄动及外界噪声干扰,与基于名义模型设计的H∞控制器相比,其闭环系统具有更好的性能鲁棒性和鲁棒稳定性.     

基于容错技术的EPS控制系统优化设计

电动助力转向系统(EPS,Electric Power Steering)是集节能、环保、安全为一体的前沿技术,是未来车辆转向系统的发展方向。本文就EPS系统的发展以及工作原理进行简单介绍,着重对于目前EPS系统普遍存在一些问题和不足,进行了仔细的分析,从助力特性曲线优化和容错技术的应用两个方面入手,综合应用各种控制策略,提出了一些优化和改进EPS控制系统的措施,并且进行相关的设计。     

电动助力转向系统优化标定方法研究

针对现有的电动助力转向系统(EPS)标定参数复杂、标定周期长、标定效果不理想问题,提出了一种EPS系统控制参数的优化标定方法。建立了EPS系统和二自由度整车数学模型;提出EPS系统性能评价指标,研究EPS系统控制参数与所提性能指标之间的关系曲线,并提出以转向稳定性为约束条件,以路感频域能量平均值最大和助力特性动态误差总方差最小为优化目标的控制参数优化标定模型。试验表明这种优化标定方法可以使EPS系统性能得到提高,有效指导标定人员进行参数标定,缩短EPS系统的研发周期。     

电动助力转向在环仿真试验台的开发

针对车辆EPS系统的传统性能试验周期长、投入成本高、效率低等一系列问题,基于TAT-6/TL型"电动助力转向在环仿真试验台",对该试验台进行了重新开发,完成了阻力加载系统的设计与试验验证.根据EPS系统的工作特性和测试内容,选择电动推杆式加载装置,由控制器(MCS912)根据车速和转向盘转角对电动推杆进行实时控制,可以精确模拟不同转向工况下的转向阻力矩.利用虚拟试验技术与EPS试验台的结合,使试验台试验更加接近实际转向工况,且调试方便快捷,减少了对实车试验的依赖.通过原地和行驶转向工况的转向阻力相关试验、电流跟随与响应特性试验对直线型EPS系统性能进行分析.结果表明:仿真和试验结果基本一致,满足了EPS性能测试的基本要求.     

基于多体模型和硬件在环试验的汽车EPS控制研究

文章运用多体动力学理论,建立了基于笛卡尔坐标的电动助力转向系统多刚体动力学模型和整车模型,在此基础上对EPS进行了助力控制研究,并利用多刚体动力学模型能够良好反映转向系统负载特性的特点,对EPS进行了回正控制研究;最后进行了基于Matlab的仿真和基于LabVIEW的实车硬件在环试验,验证了EPS的控制效果。     

车辆转向工况准确模拟方法研究

 以虚拟轮胎与地面间的相互作用力为思路,构建由电动助力转向系统、转向阻力矩加载装置及测控系统组成的车辆电动助力转向系统(EPS)试验平台,研究车辆转向工况的准确模拟方法。设计双闭环实时控制策略,以提高力矩加载装置伺服电机的力矩输出精度,并从软件、硬件层面设计伺服电机防超程控制策略,以保障试验平台应用过程的安全性。对某乘用车原地转向工况进行EPS 试验平台模拟试验,并对试验平台控制系统的实时性进行硬件在环试验,结果表明,设计开发的控制系统及其控制算法能够满足实时性、准确性要求,实现了车辆转向工况在EPS 试验平台上的准确模拟,可为车辆EPS 控制器的开发、调试提供良好的试验环境。     

基于无刷电机的EPS控制器设计

针对电动助力转向系统快速性和稳定性要求,在研究管柱式EPS控制系统助力工况的基础上,设计了无刷电机的转矩控制策略,开发了基于DSP微控制器TMS320F2811的汽车电动助力转向系统控制器,并在现有的试验台架上进行了转向助力实验。实验结果表明,该控制策略能够明显降低稳态误差,提高电机的响应时间,且转矩对称性在90%以上,能够提供较为理想的电机助力。     

基于模糊控制的电动助力转向系统控制策略研究

随着现代汽车电子控制技术的飞速发展,电动助力转向(Electric Power Steering,简称EPS)系统正逐步取代传统液压助力转向系统。该文通过对汽车电动助力转向系统的动力学分析,建立了车辆了EPS系统的动力学模型,提出了基于模糊控制的EPS系统助力控制策略,并对其建模仿真,为电动助力转向系统的设计与开发提供理论基础和设计方法。     

基于联合仿真分析的微型轿车EPS控制策略研究

为了提高某微型轿车的转向性能,进行了电动助力转向系统(EPS)控制策略的研究.针对微型轿车,设计了EPS助力控制、回正控制和阻尼控制策略,利用MATLAB/Simulink软件建立了EPS控制系统模型;运用MSC.ADAMS/CAR建立带EPS的微型轿车虚拟样机模型;参照相关国家标准,采用联合仿真分析的方法进行了微型轿车的操纵稳定性仿真试验.仿真结果表明,加入EPS控制的微型轿车转向轻便性和转向回正性能良好,所设计的EPS控制系统提高了汽车的转向性能.     

一种基于概率鲁棒的分散PID控制器设计

基于概率鲁棒方法,针对具有实参数不确定性的多输入多输出被控对象,提出一种分散PID控制器设计方法.根据被控对象模型的参数摄动状态,计算闭环系统满足性能设计要求的概率作为优化算法的目标函数,利用遗传算法对分散PID控制器参数进行优化,用Monte Carlo实验对控制系统进行鲁棒性检验.对5个多变量化工过程进行了仿真试验,并与基于标称参数的设计方法进行比较.仿真结果表明,基于概率鲁棒的分散PID控制器设计方法对模型参数不确定性具有较好的鲁棒性,在被控对象存在一定的不确定性时,系统能以最大的概率满足设计要求.     

电动汽车永磁同步电机遗传优化鲁棒控制

针对电动汽车车用永磁同步电机的车速跟踪问题以及由复杂路况引起的负载扰动问题,设计了一种鲁棒遗传优化控制器。构建了电动汽车车用永磁同步电机的动态数学模型,根据电机的动态数学模型结合解耦技术建立了交轴电流环传递函数。为使电动汽车获得较小的干扰波动和卓越的车速跟踪性能,利用遗传算法优化鲁棒H∞控制器中的加权函数。仿真结果表明,即使在系统外界干扰存在的情况下该控制器仍能保证整个闭环系统的稳定。该方法可以减小汽车行驶过程中的车速跟踪误差,提高整个系统的抗干扰性能和鲁棒性。     

基于H∞混合灵敏度控制的EPS操纵稳定性研究

针对电动助力转向系统存在的传感器噪声、路面干扰、参数摄动等不确定性,以及转向系统的多控制目标要求,设计了一种基于H_∞混合灵敏度控制方法的EPS系统电流控制器.建立了能够体现装配EPS系统汽车助力特性和整车操纵稳定性能的综合模型,从而使评价EPS汽车综合操纵性能的指标更加全面和符合实际.仿真与分析结果表明,所设计的控制器不仅能够保证满意的路感、良好的操纵稳定性能,而且可以有效抑制传感器噪声和路面干扰的影响,从而提高了系统的性能鲁棒性和稳定鲁棒性.     

汽车电动助力转向系统控制策略的研究

在分析电动助力转向系统(EPS)结构和工作原理的基础上,建立了转矩传感器、输入转向轴、输出转向轴及助力电机的数学模型,设计了直线型EPS助力特性曲线。提出了一种带输入信号相位超前补偿的增量式闭环PID控制策略。在MATLAB/Simulink环境下,建立了EPS系统仿真模型,对所设计的控制策略进行仿真。仿真结果表明:所设计的控制策略提高了EPS工作的实时性,可以满足汽车行驶时低速转向的轻便性和高速转向保持较强路感的要求。