线控转向直流无刷电机控制策略研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com·基础研究·线控转向直流无刷电机的控制策略研究刘军袁俊韩仲光程伟王利明(江苏大学)【摘要】建立了线控转向系统机械路感模拟和直流无刷电机的数学模型。针对线控转向系统需要直流无刷电机响应快、鲁棒性高的要求，采用双闭：不控制策略，其中电流环采用PID控制，转角环采用滑膜变结构控制。通过matlab／simulink仿真和Labview硬件在环试验，验证了所设计的双闭环控制在鲁棒性和跟随性方面都要优于普通PID控制。主题词：线控转向系统前轮转角直流无刷电机控制策略硬件在环试验中图分类号：U46

2、3文献标识码：A文章编号：1000—3703(2015)12-0021-04ResearchontheControlStrategyofBrushlessDCMotorBasedonSteer——by-wireSystemLiuJun，YuanJun，HanZhongguang，ChengWei，WangLiming(JiangSuUniversity)【Abstract]Amathematicalmodelofsteer-by-wiresystemmechanicalroadfeelsimulationandbrush

3、lessDCmotorisbuilt．Thedouble—loopcontrolstrategyinwhichthecurrentloopusesPIDcontrolandcornerloopusesslidingmodevariablestructurecontroltomeettherequirementsofrapidresponseandhighrobustnessofthesteer—by—wiresystem．Thematlab／simulinksimulationandLabviewhardware—。in

4、——looptestverifythatthedouble——loopcontrolissuperiortocommonPIDcontrolinrobustnessandtrackingability．Keywords：Steer—b3r—wiresystem，Frontwheelangle，BrushlessDCmotorcontrolstrategy，Hardware-in-looptest都优于PID控制。1前言2轮胎回正力矩模型和电机模型建立线控转向系统取消了汽车转向柱，改为控制器控制转向电机来完成驾驶员的转向命

5、令。本文建立了轮胎2．1轮胎回正力矩的动力学模型的回正力矩模型和直流无刷电机模型n，分析了线控汽车轮胎的回正力矩由两部分构成】，一部分由轮转向的转向执行电机控制策略，设计了控制器。搭建了胎拖矩构成，另一部分由主销内倾与内移构成。线控转向试验台，通过simulink仿真和labview硬件在环轮胎拖距由气胎拖矩和后倾拖矩组成。为了便于试验结果得知，滑模变结构控制在快速性和跟随性方面模拟，假设轮胎拖矩为常数，由轮胎拖矩构成的轮胎回2YaoY．Vehiclesteer—by—wiresystemcontro1．SAETeehn

6、i—siumon．IEEE，2009：1023～1028．ca1Paper，2006．5景立群，季学武．电动助力转向系统的主动回正控制．汽3罗石，商高高，苏清祖．线控转句系统转向盘力回馈控制车技术，2008(09)：9-12．模型的研究．汽车工程，2006，28(10)：914917．(责任编辑帘青)4NguyenBH，RyuJH．Directcurrentmeasurementbased修改稿收到日期为2015年8月1日。steer-by—wiresystemsforrealisticdrivingfeeling／／I

7、ndustri—alElectronics，2009．ISIE2009．IEEEInternationalSympo一2015年第12期21学兔兔www.xuetutu.com·基础研究·正力矩M公式为：式中，T为负载转矩；J为转动惯量。侧向力P。近似侧向力。近似与离心加速度成正比，其大小为：。⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一～正比，其大小为．(3转向执行电机的控制策略(2)3．1电机控制整体思想m鲁直流无刷电机的控[41分开环和闭环两种，本文采车辆在转向时转弯半径R的大小为：用双闭环控制，其中转角环为外环，电流环为内环，其控尺=((3

8、)制框图如图1所示。．『：mV=lht+26c4图1直流无刷电机控制框图在双闭环系统中，电流内环可以使电压波动通过电流的反馈得到实时调节，而转角外环可以提高电机转角的跟随性能和响应速度。本文采用滑模变结构控制作为转角环控制器，PID控制作为电流环控制器。3．2滑膜变结构控制器：i，si6(5)滑模变结构控制是一种特殊