電動助力轉向系統性能仿真研究

顧施張,孫躍東,周　萍

(上海理工大學 機械工程學院,上海　200093)

電動助力轉向系統性能仿真研究

顧施張,孫躍東,周萍

(上海理工大學 機械工程學院,上海200093)

摘要針對電動助力轉向研究通常忽略控制策略對轉向系統的影響,整車與轉向系統之間是相互聯系的問題,采用模糊PID控制和Carsim-Simulink聯合仿真方法,在建立電動助力轉向系統模型的基礎上,根據不同工況下不同控制模式的需求,提出了多模式控制策略,應用模糊PID控制設計了電機電流控制器模型,并建立Carsim-Simulink聯合仿真模型。仿真結果表明,建立的仿真模型是有效的,且所設計的控制策略能滿足系統要求。

關鍵詞電動助力轉向;模糊自適應控制策略;聯合仿真

Research on Electric Power Steering Performance

GU Shizhang,SUN Yuedong,ZHOU Ping

(School of Mechanical Engineering,University of Shanghai for Science and Technology,Shanghai 200093,China)

AbstractFuzzy PID control and joint simulation of Carsim-Simulink are applied for the problem that the study of electric power steering system ignores the influence of control strategy on steering system with the whole vehicle interconnected to the steering system.The multiple model control is proposed according to different working conditions of multi-objective control requirements and the motor current controller model is designed using fuzzy PID control to build the Carsim-Simulink joint simulation.The simulation results show that the simulation model is effective,and the control strategy designed better meets the control requirements of the system.

Keywordselectric power steering;fuzzy self-tuning control;joint simulation

隨著汽車電子技術的快速發展,對于汽車安全性能越來越重視,尤其是汽車電動助力轉向系統的性能。對于EPS(Electric Power Steering)的研究,國內著重于對轉向系統的建模,通常忽略了控制策略對轉向系統的影響以及整車與轉向系統之間的聯系[1]。所以本文通過Carsim軟件確定整車模型,建立起轉向系統和整車模型之間的相互聯系并應用模糊控制策略對轉向系統進行控制,更加有效的分析轉向系統的性能。

1EPS系統結構與原理

電動助力轉向系統主要由電動機、減速機構、傳感器、電控單元等部件組成[2]。當汽車轉向時,速度傳感器監測到的速度信號和扭矩傳感器監測到的方向盤扭矩信號傳遞給電子控制單元ECU(Electronic Control Unit),ECU根據轉矩的大小、方向和汽車狀態參數對轉向信息進行邏輯判斷并根據助力特性曲線確定合適的助力矩,實施助力轉向,從而幫助駕駛員克服轉向阻力矩或者增加阻尼轉矩,保證操作的輕便性和舒適性,提高轉向的安全性。……