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1、2009年5月农业机械学报第40卷第5期*电动助力转向系统LQG/LTR控制122胡爱军施国标林逸(11河南理工大学机械与动力工程学院,焦作454000;21北京理工大学机械与车辆工程学院,北京100081)=摘要>建立了电动助力转向系统的数学模型和状态方程,针对电动助力转向系统建模过程中存在模型不确定性和传感器噪声等问题,利用LQG/LTR方法设计了补偿控制器,并进行了仿真计算。仿真结果表明,在加入LQG/LTR控制器后,系统能很好地抑制转向盘转矩波动和转矩测量过程中存在的传感器噪声,具有很好的跟随性和鲁棒性。关键词:电动助力转向控制策略LQG/LTR控制中图分类号
2、:U463.4文献标识码:ALQG/LTRControlforElectricPowerSteeringSystem122HuAijunShiGuobiaoLinYi(1.SchoolofMechanicalandPowerEngineering,HenanPolytechnicUniversity,Jiaozuo454000,China2.SchoolofMechanicalandVehicularEngineering,BeijingInstituteofTechnology,Beijing100081,China)AbstractAmathematicalmod
3、elandstateequationoftheelectricpowersteeringsystemwereestablished.ThecompensatorycontrollerwasdesignedbyutilizinglinearquadraticGaussian/looptransferrecovery(LQG/LTR)theoryaimingatgettingridoftheuncertaintiesandnoiseofmeasurementforelectricpowersteeringsystem.Thecompensatorycontrollerwa
4、ssimulatedandtheresultsshowthattorqueundulationandnoiseofmeasurementareinhibitedwell,thesystempossessesgoodrobustnesswiththeLQG/LTRcontroller.KeywordsElectricpowersteering,Controlstrategy,LQG/LTRcontrol鲁棒控制理论对电动助力转向系统进行研究,提高引言系统的助力跟随性能和鲁棒性能。但是上述文献均电动助力转向系统(electricpowersteering,简没有考虑到测量
5、信号本身含有一定的噪声或者部分称EPS)由于具有液压助力转向系统所没有的优信号不容易测量,因此具有一定的局限性。文献[8][1]点,在许多车型上都得到了应用,并有逐渐取代采用LQG闭环控制,有效地抑制了系统噪声和模液压助力转向系统的趋势。EPS系统是一个多输型误差引起的干扰,但是LQG控制器稳定裕度较入、多输出的多变量控制系统,通常根据方向盘转矩小,系统很容易失去稳定。和车速信号来控制助力转矩,使汽车获得较好的转在基于状态空间的控制理论中,线性二次型高向助力性能。稳定性和抗干扰性是EPS系统的重斯(linearquadraticgaussian,简称LQG)控制器的设
6、要性能指标,它直接关系到转向助力性能的优劣。计是有代表性的控制器设计问题,在工程上被广泛模型的不确定性和传感器噪声等因素对EPS系统应用,但是由于LQG设计的控制器稳定裕度较小,的稳定性有很大影响。文献[2~4]通过对系统进行模型若存在微小偏差或扰动,系统就可能出现不稳补偿控制,提高系统的抗扰动能力;文献[5~7]利用定。文献[9]提出了LQG/LTR设计方法,该方法收稿日期:2008-02-18修回日期:2008-04-30*北京市科学技术委员会项目(D0305002040111)作者简介:胡爱军,副教授,主要从事车辆总体理论与现代设计研究,E-mail:ajhu1
7、27@yahoo.com.cn第5期胡爱军等:电动助力转向系统LQG/LTR控制13是在控制策略中引入回路传输恢复(looptransferBs、Bm、Br)))转向轴、电动机、齿条阻尼系数recovery,简称LTR)技术,使LQG结构下的开环传Hs、Hm)))转向轴、电动机转角递函数尽量逼近直接采用状态反馈时的开环传递函Ks、Km、Kr)))转矩传感器、电动机轴、等效数,恢复后的系统具有接近最优状态反馈控制弹簧刚度(LQR)系统的鲁棒性。本文针对电动助力转向系Mr)))齿条当量质量统中存在的模型不确定性和传感器噪声等,采用xr)))齿条位移LQG
