基于模糊滑模变结构的EPS电流跟踪控制研究

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EPS(Electric power steering system)作为新一代动力转向系统,相比传统的液压助力转向,电控液压助力转向具有节能、安全、环保的优点,能够很好的解决转向轻便性和转向路感特性之间的矛盾,逐渐成为汽车上的标准配置。   现代各种先进控制理论和方法很好地满足了EPS助力特性的需要,但是电机电流跟踪特性较差,造成电机输出的助力力矩与目标输出力矩之间存在误差,出现助力不足、驾驶员操纵手感较差等方面的问题。滑模变结构控制具有良好的跟踪特性,能够使电机电流精准地跟踪理想电流,但是滑模变结构控制存在系统到达滑模面时出现“振荡”影响控制稳定性的缺点。因此,文章运用模糊控制调节滑模变结构控制的趋近率参数,减少系统状态到达滑模面时出现的“振荡”穿越。在此基础上实现了EPS直线型助力特性,并且增强了电机电流的跟踪能力,提高了驾驶手感。主要工作如下:   首先,建立了转向系统动力学模型、直流电动机模型以及整车二自由度动力学模型。   其次,在MATLAB中建立直线型助力特性曲线,运用模糊滑模变结构控制理论构建智能模糊滑模变结构控制器,进行仿真验证控制策略的有效性。   最后,运用dSPACE的组件系统搭建了EPS快速控制原型平台,连接传感器、功率驱动板、信号调理单元、BreakoutBOX等设备后在“电控助力转向综合性能试验台”上进行了台架试验,实验结果表明,所设计的控制器符合设计要求;在台架试验基础上,进行了实车道路试验,通过蛇形和双移线两种工况进一步验证所提出的控制策略可以保证电机电流的跟踪能力,并且具有较强的自适应性。  
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