一種電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)助力控制方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)助力控制方法，包括步驟：微處理器MCU采集方向盤(pán)轉(zhuǎn)矩信號(hào)和車(chē)速信號(hào)，計(jì)算得出助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的助力電機(jī)目標(biāo)電流Im，同時(shí)采集助力電機(jī)當(dāng)前實(shí)際電流Ireal；利用變論域的控制思想，采用函數(shù)型表達(dá)式，得到輸入論域的伸縮因子α(e)、α(ec)和輸出論域的伸縮因子β(e,ec)；模糊控制單元結(jié)合變論域伸縮因子，通過(guò)模糊推理得到控制參數(shù)修正值△Kp、△Ki；增量式PI算法計(jì)算得到PWM占空比增量值，通過(guò)PWM驅(qū)動(dòng)方式控制電機(jī)輸出助力扭矩。本發(fā)明建立的模糊控制策略能有效克服電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的非線性、多耦合性等缺點(diǎn)，伸縮因子在線調(diào)整論域，提高了系統(tǒng)的自適應(yīng)能力和控制精度。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)助力控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機(jī)動(dòng)車(chē)電動(dòng)控制【技術(shù)領(lǐng)域】,涉及一種汽車(chē)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)助力控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是影響汽車(chē)操縱穩(wěn)定性和行駛安全性的關(guān)鍵系統(tǒng)之一，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EPS)是繼液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(HEPS)后出現(xiàn)的一種新型動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，具有液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，它不僅能節(jié)約能量，提高汽車(chē)的安全性，且有利于環(huán)保，是一項(xiàng)緊扣現(xiàn)代汽車(chē)發(fā)展主題的高新技術(shù)，是汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢(shì)。
[0003]電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向是在機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，以車(chē)載蓄電池作為能源，助力電機(jī)為動(dòng)力，以轉(zhuǎn)矩和車(chē)速為輸入信號(hào)，通過(guò)電子控制裝置，按照一定的算法控制助力電機(jī)產(chǎn)生相應(yīng)的力矩來(lái)輔助人力轉(zhuǎn)向，獲得最佳轉(zhuǎn)向力的伺服系統(tǒng)。現(xiàn)有的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制技術(shù)多采用線性控制算法，申請(qǐng)?zhí)?00810196187.1公開(kāi)了一種類(lèi)似的控制方法，此方法雖然實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，但電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是一種多變量輸入的非線性時(shí)變系統(tǒng)，運(yùn)行工況變化范圍較廣，線性控制算法存在控制精度不高，自適應(yīng)能力有限的缺陷，導(dǎo)致駕車(chē)的舒適性和可操控性較差，具體表現(xiàn)就是轉(zhuǎn)向時(shí)手感比較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)上述的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制方法的自適應(yīng)能力有限，控制精度不高等缺陷，公開(kāi)一種電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向助力控制方法，本發(fā)明專(zhuān)利所采用的技術(shù)方案是:一種電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，包括微處理器MCU,以及與之相連的方向盤(pán)扭矩傳感器、車(chē)速傳感器、PWM助力電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、助力電機(jī)及反饋電流采集模塊，微處理器MCU中還包含模糊PID控制器。微處理 器MCUl實(shí)時(shí)采集由方向盤(pán)扭矩傳感器2發(fā)出的的扭矩信號(hào)以及由車(chē)速傳感器3發(fā)出的車(chē)速信號(hào)，PWM助力電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊4輸出經(jīng)微處理器MCU調(diào)節(jié)的脈寬調(diào)制信號(hào)(PWM)，控制助力電機(jī)6的輸出助力矩。助力電機(jī)反饋電流采集模塊5檢測(cè)電機(jī)的實(shí)際電流，并輸入到微處理器MCUl中的模糊PID控制器7，形成電流閉環(huán)控制。一種電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)助力控制方法包括以下步驟:
[0005]步驟一、微處理器MCU(I)采集方向盤(pán)轉(zhuǎn)矩信號(hào)和車(chē)速信號(hào)，通過(guò)助力特性曲線計(jì)算得出助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的助力電機(jī)目標(biāo)電流Im，根據(jù)公式I所示得出助力特性曲線即目標(biāo)電流
【權(quán)利要求】
1.一種電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng),其特征在于:包括微處理器MCU(I),方向盤(pán)扭矩傳感器(2)和車(chē)速傳感器(3)，PWM助力電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊(4)，助力電機(jī)(5)及反饋電流采集模塊(6)及，其中微處理器MCU(I)中含有模糊PID控制器(7);微處理器MCU(I)從方向盤(pán)扭矩傳感器(2)處獲得方向盤(pán)扭矩信號(hào)，從車(chē)速傳感器(3)處獲得車(chē)速信號(hào)，從助力電機(jī)(6)處經(jīng)反饋電流采集模塊(5)獲得電機(jī)實(shí)時(shí)電流，將檢測(cè)的電機(jī)實(shí)時(shí)電流送入模糊PID控制器(7)，形成閉環(huán)控制。
2.—種權(quán)利要求1所述的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的助力控制方法，其特征在于:所述的微處理器MCU(I)采集方向盤(pán)轉(zhuǎn)矩信號(hào)和車(chē)速信號(hào)，計(jì)算得出助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的助力電機(jī)目標(biāo)電流Im，同時(shí)采集助力電機(jī)當(dāng)前實(shí)際電流，計(jì)算電流偏差e和偏差的變化率ec ;所述的模糊PID控制器(7)分為上中下三層，上層為伸縮因子調(diào)整單元，利用電流偏差e和偏差的變化率ec作為伸縮因子調(diào)整單元的輸入，應(yīng)用變論域的控制思想，采用函數(shù)型表達(dá)式，得到輸入論域e和ec的伸縮因子a (e)、a (ec)，輸出論域的伸縮因子β (e,ec);中層為模糊控制單元，輸入為經(jīng)伸縮因子a (e)、a (ec)變換后的誤差e和誤差變化率ec，輸出為經(jīng)伸縮因子β (e, ec)變換后得到控制參數(shù)Λ Κρ、Λ Ki,所述的控制參數(shù)Λ Κρ、Λ Ki由Mamdani推理算法獲得；下層為PID控制單元，將優(yōu)化后的Λ Κρ,Δ Ki加上初始值得到控制參數(shù)Kp、Ki，并利用增量式PI算法得到PWM占空比增量值，通過(guò)PWM驅(qū)動(dòng)方式控制電機(jī)輸出助力扭矩。
3.根據(jù)權(quán)利要求2中所述的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的助力控制方法，其特征在于，所述的輸入論域e和ec的伸縮因子a (e)、a (ec)存在以下函數(shù)關(guān)系:α (χ) = 1-λ exp (_kx2)(λ e (0,1), k>0), χ表示變量e或者ec。本發(fā)明結(jié)合控制經(jīng)驗(yàn)取λ = 0.6, k = 0.6即 a (e) = l_Aexp(_ke2)(I)
a (ec) = 1-λ exp (_kec2) ο
4.根據(jù)權(quán)利要求2中所述的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的助力控制方法，其特征在于，所述的輸出論域的伸縮因子β (e，ec)為:
【文檔編號(hào)】B62D119/00GK103770832SQ201410059250
【公開(kāi)日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2014年2月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月21日
【發(fā)明者】祿盛, 肖建華, 劉想德, 蕭紅, 樸昌浩 申請(qǐng)人:重慶郵電大學(xué)