基于模糊與遺傳優(yōu)化PID的汽車EPS系統(tǒng)的半實物仿真研究.pdf

1、隨著汽車工業(yè)的發(fā)展,汽車駕駛的安全性、舒適性和操縱穩(wěn)定性得到快速的提高。汽車EPS(電動助力轉向)系統(tǒng)作為一種先進的汽車助力轉向控制系統(tǒng),具有助力特性靈活、節(jié)能環(huán)保、裝配自動化程度高、維修方便等優(yōu)點,獲得了社會和業(yè)界的廣泛關注,已經成為轉向系統(tǒng)研發(fā)的熱點。
　　EPS系統(tǒng)的設計主要包括硬件和軟件兩部分,二者相互依賴、相互促進。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展,各種性能更優(yōu)的控制器和測試平臺等硬件設備得到了快速的發(fā)展,在新的開發(fā)工具的推動下,高效

2、復雜的軟件控制算法也得以實現(xiàn),這些都為汽車EPS系統(tǒng)的良好控制效果提供了基礎。針對汽車EPS系統(tǒng)設計時路感不清晰合理,PID控制參數難整定的問題,提出了一種基于模糊推理的EPS系統(tǒng)助力特性目標電流的確定方法;設計了一種基于遺傳優(yōu)化的PID控制算法來快速實時跟隨目標電流達到控制電機輸出轉矩的目的。為降低開發(fā)成本和縮短設計周期,文中利用dSPACE高性能軟硬件系統(tǒng)平臺,對EPS系統(tǒng)進行數學建模、離線仿真和半實物控制系統(tǒng)設計與仿真測試,驗證

3、EPS系統(tǒng)設計控制效果,為控制器的開發(fā)和設計提供理論與技術支撐,具有一定的應用價值。
　　本文的主要內容:
　　(1)介紹了EPS系統(tǒng)各部件結構和工作原理,分析了動力學特性并建立其動力學模型和汽車七自由度車輛模型;
　　(2)分析了系統(tǒng)助力特性曲線特點,并且分析了EPS系統(tǒng)的三種控制模式及控制策略,根據扭矩和車速信號,由模糊算法得出理想電機目標電流;
　　(3)由于EPS系統(tǒng)的非線性、不確定性和復雜性等特點,采用

4、遺傳算法優(yōu)化PID控制參數,完成電機控制算法設計,并進行仿真分析;
　　(4)結合dSPACE及其軟件平臺Mode Desk和Motion Desk,進行整車控制仿真分析;基于模糊與遺傳優(yōu)化PID控制算法,結合Control Desk測試工具和EPS試驗臺,搭建半實物仿真平臺,進行控制系統(tǒng)算法驗證和控制效果分析。
　　本文的創(chuàng)新點:
　　(1)助力特性曲線的設計。本文采用模糊算法確定電動助力特性曲線,相較于傳統(tǒng)的直線型