[发明专利]一种基于复合控制的电动助力转向系统助力控制方法

摘要

本发明提出了一种基于复合控制的电动助力转向系统助力控制方法，目的在于提高汽车在行驶过程中的安全性、稳定性和舒适性。首先，根据系统的非线性和参数的不确定性等特性，设计了滑模控制器；其次，为了增强系统的鲁棒性，减小甚至消除滑模控制特有的抖振现象，同时提高控制率的自适应特性，在滑模控制的基础上，利用模糊控制优化控制率的关键参数；最后，为了提高系统的控制精度，利用遗传算法优化模糊控制的控制规则。通过三种控制方法的复合控制，最终提高系统的控制精度和鲁棒性，同时减小甚至消除系统的抖振现象，进而提高汽车行驶的安全性、稳定性和舒适性。

主权项

一种基于复合控制的电动助力转向系统助力控制方法，该方法根据车速传感器测得的车速信号和转矩传感器测得的转矩信号综合作用于电动助力转向系统的ECU，根据ECU中的助力特性曲线得出目标电流，将目标电流与电流传感器测得的实际电流的差值通过电流控制器作用于助力电机，由助力电机输出助力转矩，其包括如下步骤：第一步：利用滑模变结构控制得到电动助力转向系统的电流控制，将目标电流和实际电流的差值作为状态变量，得到切换函数输入，即：s＝c·e＝c(Im‑I)  (1)式(1)中各个变量代表的分别是：e是系统所需目标电流Im和电流传感器采集的助力电机当前的实际电流I的偏差值，c是比例系数，Im是目标电流，I是实际电流；对s求导：s·=c·e·=c(I·m-I·)---(2)]]>选取指数趋近率设计滑模观测器，即：s·=-ϵ·sgn(s)+ks---(3)]]>式(3)中sgn(s)是符号函数，ε是运动点趋近切换面的速度，用sat(s)代替sgn(s)，形成具有一定邻域的边界层，得到切换控制项表达式：Us＝ε·sat(s)+k·s  (4)sat(s)是饱和函数，即输入达到一定的值之后，输出就不再变化，即当参数s大于某一个值之后，其函数值就不再变化，结合电机的电气特性，得到电流控制器为：u=LI·m+Kbθ·m+RI+Lϵcsat(s)+Lkcs---(5)]]>式(5)中，Kb是反电动势系数，θm是转向盘转动角度，R，L分别是电机电枢电阻和电感；第二步：利用模糊控制使得滑模变结构控制器中系统运动点趋近切换面的速度ε具有一定的自适应特性；第三步：利用遗传算法优化模糊控制中的模糊控制规则。