EPS的模糊控制研究

傳統(tǒng)的液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)已被電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）替代，因?yàn)槠淠K化設(shè)計(jì)可維持轉(zhuǎn)向的感覺(jué)，并且對(duì)環(huán)境友好。EPS主要功能是改善由駕駛員感知的轉(zhuǎn)向感覺(jué)水平。但是，EPS表現(xiàn)出高度非線性，存在非線性摩擦和道路擾動(dòng)等問(wèn)題。因此，傳統(tǒng)的線性控制將導(dǎo)致動(dòng)態(tài)性能變差或系統(tǒng)不穩(wěn)定。為解決這個(gè)問(wèn)題，應(yīng)將滑?？刂破?、模糊控制器和H∞控制應(yīng)用到EPS中。之前的研究沒(méi)有考慮制動(dòng)器飽和度的非線性效應(yīng)。同時(shí)控制輸入的限制也會(huì)降低閉環(huán)系統(tǒng)的性能，并導(dǎo)致大擾動(dòng)下的不穩(wěn)定性。很多文獻(xiàn)對(duì)線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性和非線性系統(tǒng)受輸入約束的問(wèn)題進(jìn)行了研究。要解決這個(gè)問(wèn)題，多數(shù)情況下須給出初始條件，以避免非線性系統(tǒng)在低增益控制下的輸入約束。

摩擦和道路擾動(dòng)是EPS非線性因素的主要來(lái)源，因此須基于簡(jiǎn)化線性模型，設(shè)計(jì)的EPS常規(guī)線性控制器會(huì)導(dǎo)致動(dòng)態(tài)性能變差或系統(tǒng)不穩(wěn)定。電刷式直流電動(dòng)機(jī)被越來(lái)越多地應(yīng)用于EPS控制，但其輸入電流在實(shí)際應(yīng)用中受到限制。設(shè)計(jì)上沒(méi)有考慮飽和效應(yīng)的控制率，可能會(huì)影響系統(tǒng)穩(wěn)定。高木-關(guān)野提出的TS模糊算法是用來(lái)代表EPS的非線性行為，對(duì)非線性EPS的穩(wěn)定條件提出線性矩陣不等式形式（LMI）。仿真結(jié)果表明，無(wú)論在飽和或受約束情況下，都可以使閉環(huán)EPS穩(wěn)定，并在非線性摩擦道路和飽和執(zhí)行器干擾等情況下提供全穩(wěn)定的駕駛條件。

刊名：Journal of the Franklin Institute（英）

刊期：2014年第5期

作者：D.Saifia et al

編譯：李雪