模糊PID控制策略在电动助力转向系统中的应用

助力转向控制策略是EPS系统的核心技术之一.为提高电动转向系统的动态响应速度和抗干扰能力,经分析采用模糊PID控制策略实现助力控制.模糊控制器以电流误差及误差变化率为输入,电机电压为输出,根据设定的模糊控制规则在线调整比例系数、微分系数和积分系数,以使系统性能达到预定要求.应用Matlab软件进行了计算机仿真,仿真结果表明基于模糊PID控制策略的EPS比传统PID控制具有更好的助力特性和抗干扰能力.     

电动助力转向控制策略探讨

通过分析和物理模型简化建立了电动助力转向系统的动力学模型.为了降低驾驶员施加于方向盘的转向力矩,并使驾驶员获得良好的路感,改善转向系的回正特性,提出了一种电动助力转向控制算法以提高转向盘的转向特性,探讨了一种基于转向盘转角估计的控制策略.同时,对提出的控制策略进行了仿真分析,结果表明此控制策略可提高转向盘的转向特性和稳定性.     

电动助力转向系统的智能控制研究

针对电动助力转向系统(electric power steering,EPS)的电机助力控制提出了一种智能控制方法,该方法包含利用助力电机特性曲线方式来计算助力电机目标电流的上层助力控制策略和利用径向基函数(radial basis function,RBF)神经网络与BP学习算法(back propagation)对电流设计的闭环控制器的下层电机控制两个部分。最后利用实验台架数据进行了仿真研究,与实验台架中采用的传统PID控制进行对比分析,结果表明:所提智能控制方法有较高的控制精度和平稳性,提高了助力转向系统的鲁棒性和自适应能力。     

汽车电动助力转向系统性能测试系统设计

根据汽车电动助力转向系统性能测试台架试验要求,采用VB6.0作为测试系统软件开发平台,以MPC08SP运动控制器作为交流伺服电机的上位控制单元对输入端转角、转速等进行控制,采用电液比例控制方式对输出端力、速度等进行加载,实现不同工况下转向阻力矩的模拟加载。最后对某技术成熟的电动助力转向系统进行性能测试。试验结果表明:该测试台架能稳定运行、测试精度高,可快速地实现电动助力转向系统自动化测试。     

液压动力平板车转向系统的仿真与实践

根据液压动力平板车电液比例转向控制系统的结构特点,分别采用AMESim和Matlab建立了电液比例转向系统的物理模型和控制模型,采用了带死区的PID控制策略,进行了联合仿真。仿真结果表明:系统稳态精度高,无超调,调整时间短,效果令人满意。通过与现场试验所得数据相比较,仿真曲线与实测曲线基本吻合,验证了仿真模型的正确性和控制策略的可行性。     

电动助力转向系统滑模变控制技术研究

以电动助力转向系统中直流助力电机的控制器为研究对象，依据助力电机的数学模型，应用带观测器补偿的滑模变结构控制方法，设计了滑模变控制器，通过调节助力电机的电压，获得预期的输出电流。仿真结果表明，所设计的滑模变控制器使助力电机具有很好的动态性能，系统基本无抖动现象，实现了助力电机输出电流对目标电流的跟踪特性。     

EPS声表面波扭矩传感器仿真分析与试验研究

提出了一种基于声表面波(SAW)原理的电动助力转向(EPS)扭矩传感器,利用支撑底座与支撑平面将原本粘贴于扭杆上的SAW谐振器分离开,避免了对扭杆的破坏性安装方式,扩展了可测量扭杆的尺寸范围。借助有限元仿真软件对传感器结构进行三维建模,分析扭杆、传感器框架、SAW谐振器三者在扭矩作用下的受力与应变情况,研究SAW谐振器特征频率的漂移量与扭矩之间的关系。在EPS试验台架上进行满量程对比试验,对比结果验证了仿真模型的有效性,也证明了新型传感器的可行性。     

电动汽车低速转向电子差速兼顾辅助转向控制

针对后轮独立驱动电动轮汽车转向差速控制技术,基于电动轮汽车低速转向特性,建立阿克曼转向差速模型。考虑电子差速控制对车辆转向的辅助作用,对电动轮汽车低速转向时电子差速兼顾辅助转向控制进行研究。仿真结果表明:基于阿克曼转向模型的转矩分配策略,不仅实现了基本的差速功能,对车辆转向行驶也有一定辅助作用。进行了电子差速控制实车试验,结果表明:控制策略能较好地应用于试验车辆。     

基于DSP的汽车电动转向控制系统研究

阐述了电动转向系统的构成及工作原理，开发了以DSP为核心的电动转向控制系统。对系统的仿真发现系统的阻尼较小是造成系统振荡的原因，为了增加系统的阻尼，提出了对参考电流进行微分补偿的方法，并以此为依据设计了比例加微分控制器。仿真和实验结果证实，所设计的电动转向系统具有良好的稳定性能、跟踪性能和助力性能。     

主动转向系统的变传动比设计及电机控制研究

针对传统变传动比曲线会造成电机角加速度波动的问题以及主动转向系统需满足响应速度快、鲁棒性强的要求,首先采用基于函数模型拟合的思路,构造反正切函数模型,通过最小二乘法对基于固定稳态转向系统增益的变传动比曲线进行局部拟合,使得两者在中速段达到最佳逼近。然后根据拟合变传动比曲线设计了全局快速Terminal滑模鲁棒控制律,实现对电机角位移信号跟踪。最后建立Matlab/Simulink仿真模型。与PID算法的对比实验结果表明:全局快速Terminal滑模控制算法响应快、无超调、无抖振,在各种工况下能准确、快速跟踪位置信号。由此可见:拟合变传动比曲线能明显改善电机角加速度的波动;全局快速Terminal滑模算法适用于主动转向系统的角位移控制。     

叉车转向系统优化设计

根据叉车转向系统的几种布置方式,选用曲柄滑块式,模拟转向桥横置油缸式。通过编制软件建立转向机构模型,并用随机方向法根据最小转弯半径与轴距等对机构进行优化设计。然后设计相关零部件及关键部分尺寸并进行校核。最后用Solid Works建模并进行转向系统的装配,通过三维模型分析系统各工作位置的强度和干涉情况,进行相应修改从而得到最终尺寸。     

高速时转向盘角阶跃工况下电动轮汽车EPS与DYC的协调控制方法

为了保证电动轮汽车在高速时转向盘角阶跃工况下的操纵稳定性与行驶安全性,对电动助力转向(electric power steering,EPS)与直接横摆力矩控制(direct yaw moment control,DYC)开展联合研究,并提出一种新型的电动轮汽车EPS与DYC的协调控制方法:根据横摆角速度与质心侧偏角等车辆运动参数,经上层控制器滑模变结构控制获取协调控制权重系数K和附加横摆力矩,通过协调控制权重系数K对EPS输出的转向助力矩进行修正,同时由附加横摆力矩对4轮的纵向力进行DYC分配。利用Car Sim软件和Matlab/Simulink软件分别建立整车机械动力学模型和整车协调控制模型,将两模型联立后开展联合仿真。仿真结果表明:将EPS与DYC进行协调控制,不仅可显著提高电动轮汽车在高速时转向盘角阶跃工况下的方向稳定性,而且通过协调权重系数K适当削弱了转向助力矩,可避免在高速工况下由于驾驶员心理紧张而造成的误操作。     

基于遗传算法的电动助力转向系统的μ鲁棒控制

电动助力转向系统是一个多输入输出非线性系统。本文首先对控制系统做动力学分析,建立动力学模型,在此基础上对系统设计一种基于遗传算法的μ综合方法,借用μ综合问题的常用D-K交替迭代算法,将定标矩阵D和控制器K作为遗传算法的解空间,以最大奇异值作为目标函数来获得最优控制器K,从而获得μ值判定设计控制器对系统有好的性能以及稳定性。     

基于自适应模糊PID控制的农用作业机械轨迹跟踪系统研究

为实现具备大转向间隙特征的智能农业作业机械的轨迹跟踪的稳定性和精确性,提出了一种新型的自适应模糊PID控制器。首先,基于预瞄跟踪理论,建立二自由度(2-DOF)车辆横向误差模型,并推算出其航向角误差。然后,提出了基于转角前馈补偿的自适应模糊控制器,根据驾驶员特性,建立模糊控制规则。最后,利用Carsim与Simulink进行联合仿真验证。结果表明:相比传统PID控制器,自适应模糊PID控制器可以有效地解决大转向间隙造成的转向控制稳定性问题,减少智能农机轨迹跟踪时的调整时间,提高跟踪精度,对较差的车况和工作环境具有较强的适应性和鲁棒性。     

基于ADAMS的食道诊疗胶囊驱动机器人的动力学研究

为实现消化道类疾病检查中胶囊机器人的转动、前进等复合运动的驱动,课题组提出一种驱动食道诊疗胶囊的设计方案,用于控制食道诊疗胶囊在食道内的运动和定位。首先,利用UG软件建立驱动机器人三维数字化模型;其次,利用拉格朗日法建立驱动机器人的动力学模型;将三维模型导入ADAMS软件,根据设计要求添加运动约束;最后,通过ADAMS软件完成动力学建模与仿真分析,获得驱动机器人各关节的运动特征曲线,利用ADAMS仿真分析,验证了所设计的驱动机器人具有较好的动力学特性。建立的动力学方程为后续食道诊疗胶囊的驱动控制和多物理场仿真提供了参考依据。     

FET桥式控制电路的设计与仿真研究

在汽车电动助力转向系统中，为解决直流电机的大功率驱动、频繁切换方向、控制信号抗干扰的问题，利用multisim仿真软件对直流电机控制电路的各组成部分进行电路建模．为此，采用FET桥式电路来控制直流电机，用IR2110功率MOSFET的专用栅极驱动控制芯片构建FET驱动电路．最后对控制电路进行仿真，得到仿真波形，结果表明设计是正确的．     

电动助力转向系统的控制策略

介绍了电动助力转向控制策略,给出了控制策略框图.通过助力控制、转角回正控制、侧向加速度回正控制、阻尼控制和补偿控制5大模块对助力转矩控制策略进行了分析.简述了安全功能控制策略.     

基于PFC3D的半固着磨具剪切实验数值模拟分析

在以往有关半固着磨具模型试验和二维数值模拟的研究基础上,利用离散单元法中的三维颗粒流方法（PFC3D）建立半固着磨具三维颗粒流模型。以半固着磨具压缩比实验和虚拟压缩比试验曲线吻合作为PFC微观特性参数选取准则。通过半固着磨具虚拟剪切实验,得到各级平行连接切向刚度下剪应力与水平剪切位移关系和抗剪强度,进一步验证半固着磨具三维颗粒流模型建立的合理性。     

基于UG NX的工程本科应用型人才培养

以学校＂大幅度,小范围＂教学改革为契机,通过搭建国际产学研合作交流的教育平台,将UG NX软件应用能力的培养融入机制专业四年制本科工程应用型人才培养方案中,以信息技术推进教学内容和方法的更新,注重学生能力的培养。建立了融合UG系统知识软件的课程体系,并通过系列实践教学活动以及与企业合作,培养制造业所迫切需要的高端三维CAX软件使用、服务的高级工程应用型人才。     

刮板机链条张力自动控制模型的应用研究

通过对刮板机链条张力控制原理分析,确定刮板机链条张力自动控制模型,由于模糊控制对处理系统非线性问题有较好的优势,对PID控制运用模糊算法进行修正得到了刮板机链条张力控制模糊PID控制器。对模糊PID控制器原理进行了分析,并且建立了对链条张力控制的模糊PID控制模型,研究了PID控制器参数整定的问题,并且利用数值计算软件对刮板机链条张力控制进行了仿真,表明了模型对系统有较好的执行控制性能。