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1、汽车工程2017年(第39卷)第6期AutomotiveEngineering2017(Vol.39)No.6doi:10.19562/j.chinasae.qcgc.2017.06.012∗汽车电动助力制动系统摩擦建模与补偿控制何睿,吴坚,高吉(吉林大学,汽车仿真与控制国家重点实验室,长春130025)[摘要]汽车电动助力制动系统是典型的机电伺服系统,摩擦作为机电系统中普遍存在的非线性效应,是影响电动助力制动系统控制质量的主要因素。本文中建立了LuGre摩擦模型来表征系统的摩擦特性,并采用遗传算法进行摩擦模型的参数辨识,并通过台架试验进行了验证。最后,将摩擦模型应用到电动助力制动系统的补偿
2、控制中,实车试验结果验证了电动助力制动系统控制的有效性。关键词:电动助力制动系统;LuGre摩擦模型;参数辨识;PID控制ModelingandCompensationControlforFrictioninVehiclePowerAssistedBrakingSystemHeRui,WuJian＆GaoJiJilinUniversity,StateKeyLabofASCL,Changchun130025[Abstract]Thepowerassistedbrakingsystem(PABS)ofvehicleisatypicalelectromechanicalservosys-tem,a
3、ndfriction,asanon-lineareffectcommonlyexistinginelectromechanicalsystem,isoneofthemainfactorsinfluencingthecontrolqualityofPABS.Inthispaper,aLuGrefrictionmodelisbuiltforrepresentingthefrictioncharacteristicsofthesystem,andgeneticalgorithmisusedtoconducttheparameteridentificationofLuGremodel,whichis
4、thenverifiedbybenchtest.Finally,theLuGremodelisappliedtothecompensationcontrolofPABS,andtheresultsofrealvehicletestverifythecontroleffectivenessofPABS.Keywords:powerassistedbrakingsystem;LuGrefrictionmodel;parameteridentification;PIDcon-trol压力。电动助力系统是一个复杂的机电伺服控制前言系统,在这种系统中,摩擦对系统性能的影响不容忽视。摩擦对电动助力制动系
5、统的影响,主要集中在近年来,采用电机驱动主缸活塞从而产生制动两个方面:一是机构运动过程中产生的摩擦力会和力的制动系统成为汽车领域新的研究热点。目前,正常的力叠加在一起影响反馈控制;二是摩擦会使[5]国外大的汽车零部件公司都进行了相关的产品研机构控制过程中出现抖动现象。发,如博世iBooster、日产e-ACT和LSP公司的IBS为了消除摩擦对电动助力制动系统控制的影[1-2]等。国内各大高校也展开相关的理论研究和功响,建立准确的摩擦模型进行补偿是亟需解决的关[3-4]能样机的研发。键问题。基于摩擦模型进行控制补偿是较广泛采用[6-7]电动助力制动系统一般由电机作为动力源,通的一种方法,本文中
6、通过对电动助力制动系统过减速增矩机构和运动转换机构将电机力转化为主的传动机构进行摩擦特性分析,建立了LuGre摩擦缸推杆的推力从而和驾驶员一起促动主缸产生制动模型来表征系统的摩擦特性,并通过遗传算法对摩∗国家自然科学基金(51605185)和国家自然基金联合基金(U1564211)资助。原稿收到日期为2016年8月26日,修改稿收到日期为2016年12月13日。通信作者:吴坚,副教授,博士,E-mail:wujian＠jlu.edu.cn。·684·汽车工程2017年(第39卷)第6期擦模型的参数进行辨识,结合台架试验对模型进行时动摩擦和静摩擦切换时的黏滑运动导致的;摩擦了验证,最后进行了电
7、动助力制动系统摩擦补偿控滞后是由于电动助力机构在解除助力时,踏板需要制策略的研究。回位,这时电动助力机构的运动方向发生改变,由于回程时的摩擦力不同于去程时的摩擦力,因此会产1系统结构与工作原理生一个摩擦滞环;可变最大静摩擦力是指最大静摩擦力与齿轮齿条的位置和运动速率有关,并不是一本文中针对小型电动车,进行了电动助力制动个定值。因此,本文中采用了LuGre摩擦模型来表[8]系统的开发,结构原理如图1所示。电动助
