本文關(guān)鍵詞：電控轉(zhuǎn)向試驗臺電動阻力模擬系統(tǒng)加載控制策略研究　出處：《吉林大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 電控轉(zhuǎn)向試驗臺 阻力模擬系統(tǒng) 加載控制策略 穩(wěn)定性 多余力

【摘要】：電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)市場前景廣闊,如何對其快速開發(fā)以適應(yīng)市場變化是各汽車廠商研究的熱點與重點,電控轉(zhuǎn)向試驗臺是轉(zhuǎn)向系統(tǒng)開發(fā)的有效工具,能極大地縮短轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的開發(fā)周期、降低開發(fā)成本。但阻力模擬系統(tǒng)的精度嚴(yán)重限制了電控轉(zhuǎn)向試驗臺的性能,針對這一問題,本文深入研究阻力模擬系統(tǒng)加載控制策略,采用力閉環(huán)控制與前饋補償控制相結(jié)合的控制策略,提高加載系統(tǒng)精度。本文結(jié)合國家自然科學(xué)基金項目“基于駕駛員特性的新型線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制機理和評價方法研究”(編號:51575223)和“分布式全線控電動汽車可重構(gòu)集成控制策略研究”(編號:51505178)�；赿 SPACE實時仿真平臺搭建電控轉(zhuǎn)向試驗臺,建立對應(yīng)模型,分析加載系統(tǒng)穩(wěn)定性。采用力矩與電流雙閉環(huán)策略增加系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)品質(zhì),利用前饋補償控制策略抑制系統(tǒng)多余力,通過仿真與試驗驗證控制策略的有效性。本文主要進(jìn)行了以下幾方面的研究:(1)對電控轉(zhuǎn)向試驗臺及其阻力模擬系統(tǒng)控制策略研究現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)研,對比國內(nèi)外轉(zhuǎn)向試驗臺研究現(xiàn)狀,分析各種加載控制策略的優(yōu)缺點,提出課題研究意義,需對電控轉(zhuǎn)向試驗臺加載控制策略進(jìn)行研究,以提高加載試驗臺加載精度。(2)基于d SPACE實時仿真系統(tǒng)搭建電控轉(zhuǎn)向、試驗臺,介紹電控轉(zhuǎn)向試驗臺的架構(gòu)、組成部分及工作原理,主要包括轉(zhuǎn)向加載試驗臺硬件及控制系統(tǒng)、d SPACE實時仿真平臺的軟硬件系統(tǒng)、傳感器信號和傳感器標(biāo)定實驗。建立了電控轉(zhuǎn)向試驗臺的加載系統(tǒng)、拉壓力傳感器和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的模型。利用最小二乘法對加載系統(tǒng)永磁同步電機電參數(shù)進(jìn)行辨識,采用加減速法對機械系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行辨識,最后推導(dǎo)模型傳遞函數(shù),作為理論分析的基礎(chǔ)。(3)加載系統(tǒng)穩(wěn)定性分析。借助根軌跡法分析加載系統(tǒng)極點位置,采用伯德圖分析系統(tǒng)的穩(wěn)定裕度,然后分析轉(zhuǎn)動慣量、阻尼系數(shù)、傳感器剛度對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。通過零極點配置的方式校正系統(tǒng),增加系統(tǒng)穩(wěn)定性,仿真分析力矩控制器各參數(shù)對系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)的影響。最后對系統(tǒng)進(jìn)行仿真與試驗驗證,仿真與試驗結(jié)果說明校正后的系統(tǒng)具有很好的動態(tài)響應(yīng)能力和穩(wěn)定裕度。(4)加載系統(tǒng)多余力抑制。闡述多余力的產(chǎn)生機理,利用頻域分析法分析多余力通道特性及轉(zhuǎn)動慣量、阻尼系數(shù)和傳感器剛度對多余力通道的影響。利用結(jié)構(gòu)不變性原理和速度前饋補償相結(jié)合的方式設(shè)計前饋控制器。最后進(jìn)行仿真與試驗驗證,仿真與試驗結(jié)果說明前饋控制策略對多余力的抑制效果很明顯,能顯著提高加載系統(tǒng)精度。
[Abstract]:The electric power steering system market prospects, how to quickly develop to adapt to changes in the market is hot and focus on various car manufacturers, electronic steering test platform is an effective tool of steering system, steering system can greatly shorten the development cycle and reduce development costs. However, the accuracy of the resistance simulation system seriously limits the performance of the electrically controlled steering test rig. In view of this problem, this paper studies the loading control strategy of the resistance simulation system, and adopts the control strategy combined with the force closed-loop control and the feedforward compensation control to improve the accuracy of the loading system. This paper is based on the National Natural Science Foundation of China "Research on control mechanism and evaluation method of new steering by wire system based on driver characteristics" (serial number: 51575223) and "reconfigurable integrated control strategy of distributed all electric vehicle" (serial number: 51505178). Based on the D SPACE real-time simulation platform, the electronic control steering test bed was built, and the corresponding model was established, and the stability of the loading system was analyzed. The torque and current double closed loop strategy is adopted to increase the dynamic response quality of the system, and the feedforward compensation control strategy is used to suppress the redundant force of the system. The effectiveness of the control strategy is verified by simulation and experiment. This paper mainly research on the following aspects: (1) the steering resistance simulation test platform and system control strategy research present situation investigation of electronic control, status of research on test rig to contrast at home and abroad, analysis the advantages and disadvantages of various loading control, put forward the research significance, steering load test control strategy of electronic control in order to improve the loading and loading test precision. (2) d SPACE real-time simulation system, build electronic steering test bed based on the electronic steering test bench, structure, components and working principle, including steering loading test system, hardware and control d SPACE real-time simulation platform of software and hardware system, sensor signal and sensor calibration experiment. The model of the loading system, the tension sensor and the steering system of the electronic control steering test rig are set up. The least squares method is used to identify the electrical parameters of the load system permanent magnet synchronous motor, and the acceleration and deceleration method is used to identify the parameters of the mechanical system. Finally, the transfer function of the model is derived as the basis for theoretical analysis. (3) the stability analysis of the loading system. With the help of root locus method, the pole position of the loading system is analyzed. The stability margin of the Berdtu analysis system is adopted. Then the influence of moment of inertia, damping coefficient and sensor stiffness on the stability of the system is analyzed. The system is corrected by the zero pole assignment, and the stability of the system is increased, and the influence of the parameters of the torque controller on the dynamic response of the system is simulated and analyzed. Finally, the system is simulated and tested. The simulation and test results show that the corrected system has good dynamic response ability and stability margin. (4) the residual force of the loading system is suppressed. The generation mechanism of excess force is expounded. Frequency domain analysis method is used to analyze the influence of redundant force channel characteristics, rotational inertia, damping coefficient and sensor stiffness on the redundant force channel. The feedforward controller is designed by combining the structure invariance principle with the speed feedforward compensation. Finally, simulation and experimental verification are carried out. Simulation and experimental results show that the effect of feedforward control strategy on the residual force is very obvious, and the accuracy of loading system can be significantly improved.
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U467.523

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