汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的模糊控制研究

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1、·機械研究與應用·2014J3,~4期(第27巷,總第132期)檢測與控制汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的模糊控制研究袁森,柳飛,張宏(1.貴州大學機械工程學院,貴州貴陽550025;2.中石油西南管道公司蘭州輸測氣分公司,甘肅蘭州730000)摘要:汽車電動助力轉(zhuǎn)向是當前汽車安全性和舒適性等方面研究的重點。通過對汽車轉(zhuǎn)向機構(gòu)的分析和改造,設計了基于小型貨車的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng),并在此基礎上提出了模糊PID控制算法,有效地滿足了模糊判斷和反饋控制的需求。采用MATLAB進行模型仿真,得到了較好結(jié)果,證明算法有效地改善了轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)矩輸出

2、曲線,為轉(zhuǎn)向過程的靈活性和實時性提供了保障。關(guān)鍵詞:電動助力轉(zhuǎn)向;MC9SXS128;模糊控制:PID控制中圖分類號:V463文獻標志碼:A文章編號:1007—4414(2014)04—0199—04ResearchonFuzzyControlofElectricPowerSteeringSystemofCarYUANSen.LIUFei.ZHANGHong(J.CollegeofMechanicalEngineering,Gu&houUniversity,GuiyangGu&hou550025,China;2.Lanzh

3、ouOilandGasBranchCompany,PetroChinaSouthwestpipelineCompany,LanzhouCansu730000,Chila)Abstract:Electricpowersteering(EPS)isthekeytopicofsafetyandcomfortinautomobileindust~.Basedonamlysisofsteeringmechanismandstructureofcar,onesolutionofelectricpowersteeringsystemis

4、designed.Onealgorithm0ffuzzy-PIDisgiveninthispaper,whichcanfitthecommandoffuzzycontrolandfeedback,thegoodresultisgotbyMATLAB.itisprovedthatthealgorithmcanimprovethetorqueoutputCHIVeofsteeringwheel,whichprovidesprotectionforflexibilityandre—altimeinsteering.Keyword

5、s:EPS;MC9SXS128;fuzzycontrol;PIDcontrolO引言其中,傳感器組件對汽車轉(zhuǎn)角,車速,和電機功率等多電動助力轉(zhuǎn)向(ElectricPowerSteering,簡稱樣信息進行感知,主要包括扭矩傳感器,車速傳感器,EPS)是現(xiàn)代汽車助力轉(zhuǎn)向的主要研究方向。EPS通和電機電流傳感器等;傳動控制組件實現(xiàn)且】力轉(zhuǎn)向動過對助力電機的驅(qū)動控制,實現(xiàn)對轉(zhuǎn)向助力大小的調(diào)力的傳遞和隔斷,包括減速裝置,傳動裝置和離合裝節(jié),滿足策略化控制的要求,能夠有效地滿足現(xiàn)代汽置等[2-3]。EPS系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。車對綠色

6、,安全和可控性等多方面的要求,是助力轉(zhuǎn)向的未來發(fā)展方向¨。EPS系統(tǒng)對電動機的控制主要是依靠電機控制單元實現(xiàn),其核心是具有強大計算和控制功能的一菱構(gòu)器霞MC9SXS128微控制芯片。MC9SXS128芯片具有體積小巧,體系架構(gòu)緊湊,在低功耗、低成本、易用性、穩(wěn)定齒輪齒條、減速器性和可靠性能夠得到保證,且具有功能強大的功能指令,有效地滿足EPS控制的多重需要。圖1EPS系統(tǒng)原理圖筆者以Freescale16位單片機MC9SXS128為核心構(gòu)建EPS控制單元,通過數(shù)據(jù)接口卡傳遞控制命EPS系統(tǒng)啟動后,傳感器組件感知當前汽車轉(zhuǎn)向

7、令,并將輸出結(jié)果實時采集后發(fā)送到后臺展示,和生系統(tǒng)的工作狀態(tài)。車速傳感器感知當前汽車行駛速成統(tǒng)計報文。度,轉(zhuǎn)矩傳感器感知到駕駛員施加在方向擱上的轉(zhuǎn)動1EPS的組成及其工作原理力矩,電流傳感器感知當前電機的運行功癢。通過接EPS根據(jù)控制需要,主要包括四部分:傳感器組口卡單元,各個傳感器的感知信息反饋給電機控制單件,電機控制單元ECU,電動機,和傳動控制組件。元ECU。ECU根據(jù)內(nèi)置的控制策略,給出電機運行收稿日期:2014—06—16基金項目:貴州省重大專項資助項目(黔科合重大專項字(2011)6018);貴州大學青年基金項

8、目:電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制策略研究(貴大自青基合字(2009)033)作者簡介:袁森(1975一),男,貴州遵義人,副教授,研究方向:汽車智能控制,車聯(lián)網(wǎng)?!?99·檢測與控制2014年第4期(第27卷,總第132期)·機械研究與應用·的參考電流,經(jīng)過ECU上的電機控制芯片,給予電機24V的汽車電瓶。E

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