汽车电动助力转向系统控制策略研究

简介

车辆转向特性直接影响着行驶动力学特性和操纵动力学特性，转向行驶时的稳定程度直接关系到车辆的主动安全性，转向性能是评价汽车整体性能的重要影响因素。以提升车辆转向特性为目的，以乘用车用电动助力转向系统为研究目标，对其助力性能、控制方式开展了深入的对比研究，设计了助力目标与电机相匹配的电流控制器，分析得到了基于输入力矩和车辆速度的助力系统特性。选定基于助力模式下的常规PID、模糊自适应PID以及基于补偿模式下的常规PID三种控制策略作为研究对象，依据相应数学模型设计了三种助力控制器。其仿真结果显示：装备有电动助力转向系统的汽车，其横摆角速度响应的超调量和调整时间有明显改善，其中采用模糊自适应PID控制方法的控制器性能最优，其电流的超调情况最好，系统可以更快进入稳定状态；补偿模式下，惯性补偿、阻尼以及摩擦补偿在一定程度上提高了EPS系统整体特性。研究方法能够对转向系统实现更好的控制效果，对转向系统的设计和应用都十分有意义。