EPS中更精确的电机转速估计方法研究

电动助力转向系统中需要用到准确的助力电机转速信号,因此本文提出一种变内阻变反电动势系数的助力电机转速估计方法.通过测试直流电机内阻和反电动势系数随电机电流的变化曲线,从而得到电机转速更精确的估计表达式.通过对比试验验证可知,本文提出的电机转速估计方法能够显著提高估计精度.     

基于转速辨识的EPS阻尼控制策略的研究

将基于递推最小二乘算法的转速在线辨识方法引入电动助力转向系统中,以估计助力电动机的转速。利用估计转速结合车速,设计了相应的阻尼特性,提出了阻尼控制策略,并对转速辨识和阻尼特性进行仿真。结果表明,利用递推算法进行转速辨识成本低,可靠性、鲁棒性高;提出的阻尼控制策略有效可行。     

多轮电驱动装甲车辆车轮防滑控制EI北大核心CSCD

为防止多轮毂电机驱动装甲车辆在低附着路面加速时出现车轮滑转,设计了基于扩展状态观测器(ESO)的车轮防滑串联滑模控制器。首先利用实时测得的轮毂电机转速和转矩,通过ESO估计出车轮行驶中的总扰动;然后将系统分为两个子系统,采用反演逐步递推算法,分别设计1阶滑模控制器。仿真结果表明:所设计的ESO能很好地观测到车轮行驶中的扰动,并使车轮的实际滑移率快速跟踪目标滑移率且无超调,而滑模控制器具有较强的鲁棒性,其"抖振"得到很好的抑制。     

电机-变速器集成驱动系统扭转振动控制的研究

针对电动汽车的电机-变速器集成驱动系统,提出了一种线性二次型调节器结合观测器的电机控制方案,以抑制系统的扭转振动。以电机机械角速度、车轮角速度和扭转角作为系统状态变量建立了状态方程,并分析了系统的振动特性。仿真结果表明,观测器能够有效地估计状态变量,线性二次型调节器的采用使系统的振动得到了更好的抑制,提高了车辆的换挡质量和行驶性能。     

多轮电驱动装甲车辆车轮防滑控制

为防止多轮毂电机驱动装甲车辆在低附着路面加速时出现车轮滑转,设计了基于扩展状态观测器(ESO)的车轮防滑串联滑模控制器。首先利用实时测得的轮毂电机转速和转矩,通过ESO估计出车轮行驶中的总扰动;然后将系统分为两个子系统,采用反演逐步递推算法,分别设计1阶滑模控制器。仿真结果表明:所设计的ESO能很好地观测到车轮行驶中的扰动,并使车轮的实际滑移率快速跟踪目标滑移率且无超调,而滑模控制器具有较强的鲁棒性,其"抖振"得到很好的抑制。     

基于电机转速闭环控制的混合动力汽车模式切换动态协调控制策略

针对混合动力汽车模式切换过程中动力传递不平稳引起的冲击和发动机转矩难以实时精确获得等问题,提出了基于电机转速闭环控制的混合动力汽车模式切换动态协调控制策略。采用基于斜率限制的发动机转矩控制方法,限制发动机转矩变化率,减小了发动机转矩突变造成的冲击;运用电机转速闭环控制方法,以容易实时精确测量的电机转速作为反馈控制量,解决了发动机转矩在线实时精确估计难题。利用Matlab/Simulink与AEMSim搭建了联合仿真平台。仿真结果表明,提出的动态协调控制策略能减小电机转速和车速的波动,有效提高混合动力汽车的行驶平顺性。     

基于反步法的自适应神经网络EPS摩擦补偿

为消除EPS系统在制造和装配过程中造成的摩擦力矩个体差异的影响,本文中首先建立了EPS动力学模型,并考虑到转向系统摩擦的不确定性、非线性和个体差异,建立了基于Lu Gre模型的转向系统摩擦模型,设计了摩擦状态观测器。然后,提出了一种基于反步法的自适应神经网络控制策略,对EPS的摩擦进行补偿,并通过Lyapunov稳定定理证明其稳定性。最后,进行仿真和硬件在环试验,结果表明:采用自适应神经网络控制策略改善了电机电流跟踪性能,加入摩擦补偿后提高了EPS的转向轻便性和回正性能,且在一定程度上抑制了因摩擦不确定性和EPS产品个体差异性造成的摩擦力矩波动。     

基于HSRI模型的参数自适应质心侧偏角观测器的设计

首先对全维车速观测器进行降维处理,以减少观测器的在线计算量,并设计了非线性级联车速观测器.接着,对路面附着系数和轮胎侧偏刚度进行参数自适应估计,以提高质心侧偏角的估计精度,并基于HSRI轮胎模型设计了参数自适应非线性质心侧偏角观测器.在估算轮胎侧偏刚度时采用无侧向车速的车辆模型,以避免车辆动力学模型与侧向车速观测器的耦合作用,并引入带双重遗忘因子的递推最小二乘法,以保持算法的修正能力和解除不同估计参数之间误差的耦合作用.最后采用Simulink与Carsim动力学仿真软件进行联合仿真验证,结果表明所设计的参数自适应非线性质心侧偏角观测器是有效的,估计精度满足ESC控制的工程要求.     

基于改进最小二乘法的永磁无刷电机参数辨识

针对遗忘因子最小二乘法辨识结果容易发生波动的缺点,通过引入选择控制器,提出了一种改进最小二乘法电机参数辨识器,当电机参数发生改变时,利用选择控制器进行切换辨识算法及对辨识器进行初始化,实现对参数更快、更准、更稳的实时在线辨识。仿真试验结果表明改进最小二乘法参数辨识器克服了遗忘因子最小二乘法辨识器辨识结果的波动现象,其辨识速度更快,精度更高,稳定性更好,并且在电机不同转速下均能很好地在线辨识出电机参数。     

汽车电动转向系统用驱动电机现状及其发展

汽车电动转向系统用驱动电机目前主要有永磁直流电机、异步电机和永磁同步电机。对于应用于汽车电动转向(EPS)系统而言,各种电机都有其适用性和局限性。文章在分析各种电机特点基础上,结合EPS发展,提出了EPS电机的发展方向。     

汽车电动助力转向控制系统的初步研究

自行设计的电动助力转向系统(EPS)由控制器、转向盘转矩传感器、车速传感器、电流传感器(在控制器内)、助力电机及减速机构、机械式转向器、蓄电池等组成。EPS的控制系统主要由控制器、传感器及信号处理电路、助力电机及驱动电路等组成。控制算法由电机助力控制算法和电机转矩控制算法两部分构成。该方案易于实现，同时又能保证转向控制系统较高的控制精度。     

DC Motor Current Control Algorithm Using Proportional-Integral LQT with Disturbance Observer

This paper proposes a DC motor current control algorithm using a proportional-integral linear quadratic tracking (LQT) controller with a disturbance observer for the electronic stability control (ESC) brake system. Previously researched algorithms related to current control using disturbance rejection are robust control, adaptive control, LQT, or proportional-integral disturbance observer (PI-DOB); each of them has both advantages and disadvantages. The proposed algorithm uses a disturbance observer in order to improve disturbance rejection performance while avoiding the drawbacks of high gain property. Additionally, the proposed algorithm adds integral control in order to improve performance in the low frequency bands. In order to assess the performance of the proposed algorithm, simulations and experiments are performed in the time and frequency domains to compare the proposed algorithm with different algorithms which are actually implemented into the ESC. The proposed algorithm shows good characteristics near the cut-off frequency, which can be confirmed clearly by the time domain results.     

基于滑模自抗扰的电制动系统动态负载模拟

为精准模拟传动系弹性及齿隙作用下电制动系统非线性机械负载,提出了自适应模糊滑模自抗扰的测功机控制算法。首先,针对一款前驱电动汽车,建立融合感应电机模型的车辆及台架机电一体化模型,引入典型正常制动和防抱死制动控制作为测试对象。其次,构建扩张状态观测器估计台架系统未建模动态,以自适应模糊滑模控制测功机实时模拟高度非线性机械负载。最后,开展了制动控制策略台架测试的仿真研究。结果表明:提出的方法可精确模拟电制动系统动态负载,有效提高制动控制算法台架测试精度。     

A reduced-order nonlinear sliding mode observer for vehicle slip angle and tyre forces

In this paper, a reduced-order sliding mode observer (RO-SMO) is developed for vehicle state estimation. Several improvements are achieved in this paper. First, the reference model accuracy is improved by considering vehicle load transfers and using a precise nonlinear tyre model ‘UniTire’. Second, without the reference model accuracy degraded, the computing burden of the state observer is decreased by a reduced-order approach. Third, nonlinear system damping is integrated into the SMO to speed convergence and reduce chattering. The proposed RO-SMO is evaluated through simulation and experiments based on an in-wheel motor electric vehicle. The results show that the proposed observer accurately predicts the vehicle states.     

基于Luenberger观测器的汽车空调电动压缩机控制系统

从工程实际角度出发,对电动压缩机用永磁同步电机无位置传感器控制算法进行研究和仿真。着重对基于Luenberger观测器的矢量控制原理进行理论和实验分析。     

Torque ripple minimization control of permanent magnet synchronous motors for EPS applications

This paper identifies a control method used to reduce torque ripple of a permanent magnet synchronous motor (PMSM) for an electric power steering (EPS) system. NVH (Noise Vibration Harshness) is important for safe and convenient driving. Vibration caused by motor torque is a problem in column type EPS systems. Maintaining a very low torque ripple is one solution that allows for smoother steering. Theoretically, it is possible to design and drive the motor without torque ripple. However, in reality, a PMSM system torque ripple is caused by the motor itself (saturation in the iron core and EMF distortion) and the imperfect driver. This paper analyzes torque ripple of a PMSM system, and an advanced PMSM control method for the column typed EPS system is presented. Results of the analysis indicate that the compensation current is needed in order to minimize torque ripple when a PMSM is driven.     

无人驾驶机器人车辆非线性模糊滑模车速控制

为了实现不同行驶工况下车速的精确、稳定控制,提出一种基于非线性干扰观测器的无人驾驶机器人车辆模糊滑模车速控制方法。考虑模型不确定性和外部干扰对车速控制的影响,建立车辆纵向动力学模型。通过分析无人驾驶机器人油门机械腿、制动机械腿的结构、机械腿操纵自动挡车辆踏板的运动,建立油门机械腿和制动机械腿的运动学模型。在此基础上,分别设计油门/制动切换控制器、油门模糊滑模控制器以及制动模糊滑模控制器,并进行控制系统的稳定性分析。油门/制动切换控制器以目标车速的导数为输入来进行油门与制动之间的切换控制。油门模糊滑模控制器和制动模糊滑模控制器以当前车速以及车速误差为输入,分别以油门机械腿直线电机位移和制动机械腿直线电机位移为输出来实现对油门与制动的控制。模糊滑模控制器中,为了减少控制抖振,滑模控制的反馈增益系数由模糊逻辑进行在线调节。模糊滑模控制器中的非线性干扰观测器用于估计和补偿无人驾驶机器人车辆的模型不确定性与外部干扰。仿真及试验结果对比分析表明：本文方法能够精确地估计和补偿无人驾驶机器人车辆的模型不确定性和外部干扰,避免了油门控制与制动控制之间的频繁切换,并实现了精确稳定的车速控制。     

电动助力转向系统控制策略的研究

在分析现有的各种助力控制策略的基础上,着重讨论了基于传统控制理论设计的电机控制策略与系统性能的关系,其中包括电流闭环PI控制器的参数设计及电流给定算法设计。最后,将这些基于简化线性系统模型的控制设计结果应用于电动助力转向系统的非线性仿真模型之中,仿真结果证明了这样的控制设计有效,在这种简单的控制结构下,系统的控制性能也能达到要求。     

无刷直流电机助力式EPS控制器设计与试验

基于无刷直流电机(BLDCM)模型和汽车电动助力转向(EPS)动力学模型,构建了BLDCM控制仿真模型和EPS性能仿真模型;设计了以ARM7LPC2131为控制器内核和以MC33034P120为驱动模块的EPS控制器硬件;分析了EPS的助力、回正和阻尼控制对控制器硬件的要求,给出了EPS控制软件的主程序和A/D、速度信号采集与中断服务子程序流程;最后将BLDCM助力式EPS及其控制系统装车进行原地转向试验和蛇形试验,试验结果表明,所设计的EPS控制器与整车匹配良好,性能稳定。