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Tracking Performance of Electric Power Steering System Based on the Mixed H_2/H_∞ Strategy 被引量:10
1
作者 ZHAO Wanzhong SHI Guobiao +1 位作者 LIN Yi NIE Hong 《Chinese Journal of Mechanical Engineering》 SCIE EI CAS CSCD 2011年第4期584-590,共7页
The tracking performance of motor current is an important factor that affects the assistance torque of electric power steering (EPS) system. Bad tracking performance will cause assistant torque delay, and make road ... The tracking performance of motor current is an important factor that affects the assistance torque of electric power steering (EPS) system. Bad tracking performance will cause assistant torque delay, and make road feeling bad, and is influenced by the input steering torque and system measuring noise. However the existing methods have some shortages on system's robust dynamic performance and robust stability. The mixed H2/H∞ strategy for recirculating ball-type EPS system in a pure electric bus is proposed, and vehicle dynamic model of the system is established. Due to the existence of system model uncertainty, disturbance signals, sensor noises and the demand of system dynamic performance, the indexes of robust performance and road feeling for drivers are defined as the appraisal control objectives. The H∞ method is introduced to design the H∞ controller, and the H2 method is applied to optimize the H∞ controller, thus the mixed H2/H∞ controller is designed. The response of EPS system to the motor current command with amplitude of 20 A, the road disturbance with amplitude of 500 N and the sensor random noise with the amplitude of 1 A is simulated. The simulation results show that the recirculating ball-type EPS system with the mixed H2/H∞ controller can attenuate the random noises and disturbances and track the boost curve well, so the mixed H2/H∞ controller can improve the system's robust performance and dynamic performance. For the purpose of verifying the performance of the designed control strategy, the motor current tracking performance ground tests are conducted with step response input of the steering wheel, double-lane steering test and lemniscate steering test, respectively. The tests show that the mixed H2/H∞ controller for the recirculating ball-type EPS system of pure electric bus is feasible. The designed controller can solve the robust performance and robust stability of the system, thus improve the tracking performance of the EPS system and provide satisfied road feeling for the drivers. 展开更多
关键词 recirculating ball-type electrical power steering (EPS) system tracking performance mixed h2/h∞
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H∞ control of novel active steering integrated with electric power steering function 被引量:8
2
作者 ZHAO Wan-zhong LI Yi-jun +2 位作者 WANG Chun-yan ZHAO Ting GU Xiao-yue 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS 2013年第8期2151-2157,共7页
Based on the traditional active steering system, a novel active steering system integrated with electric power steering function was introduced, which can achieve the functions of both active steering and electric pow... Based on the traditional active steering system, a novel active steering system integrated with electric power steering function was introduced, which can achieve the functions of both active steering and electric power steering. In view of the interference from road random signal and sensor noise in the novel active steering system, the H∞ control model of the novel active steering system was built. With satisfying steering feel, good robust performance and steering stability being the control objectives, the H∞ controller for the novel active front steering (AFS) system was designed. The simulation results show that the novel AFS system with H∞ control strategy can attenuate the road interference quickly, and there is no resonance peak in the bode diagram. It can make the driver obtain more useful information in the low frequency range, and attenuate the road interference better in the high frequency range, thus the driver can get more satisfying road feeling. Therefore, the designed H∞ controller can synthesize the advantages of both robust performance and robust stability, and has certain contribution to the design of novel AFS system. 展开更多
关键词 vehicle engineering active steering electric power steering h∞ control
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汽车电动助力转向系统的H_∞控制研究 被引量:14
3
作者 王启瑞 陈无畏 +1 位作者 黄森仁 郁明 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2004年第5期609-612,共4页
在对汽车电动助力转向系统 (EPS)进行分析的基础上 ,构建出系统模型 ,设计出鲁棒性好的H∞ 控制器 ,并在多种环境下进行了仿真研究。仿真结果表明 ,基于H∞ 控制的EPS具有较强的鲁棒性 ,在改善转向系统操纵性的同时 ,可保证驾驶员能获... 在对汽车电动助力转向系统 (EPS)进行分析的基础上 ,构建出系统模型 ,设计出鲁棒性好的H∞ 控制器 ,并在多种环境下进行了仿真研究。仿真结果表明 ,基于H∞ 控制的EPS具有较强的鲁棒性 ,在改善转向系统操纵性的同时 ,可保证驾驶员能获得较满意的路感 。 展开更多
关键词 电动助力转向系统 汽车 路感 转向特性 操纵性 驾驶员 EPS h∞控制 鲁棒性 仿真结果
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电动助力转向系统H_∞鲁棒控制研究 被引量:20
4
作者 赵治国 余卓平 +1 位作者 孙泽昌 陈慧 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2005年第6期730-735,共6页
建立了3自由度EPS系统动力学模型,提出了EPS控制系统结构,基于转矩传感器输出及其它可测信号,设计了转矩估计器来估算驾驶员操纵转矩。仿真结果表明:所设计EPS控制系统有良好助力跟随和鲁棒稳定性能。
关键词 电动助力转向系统 前馈控制 h∞反馈控制 鲁棒稳定性
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基于混合H_2/H_∞控制的电动助力系统转向路感 被引量:24
5
作者 赵万忠 施国标 +1 位作者 林逸 李强 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期142-147,共6页
针对电动助力转向(Electric power steering,EPS)系统存在系统模型、干扰等不确定性,以及对系统动态特性的要求,提出EPS系统混合H2/H∞控制器。在EPS系统及整车2自由度数学模型基础上,以驾驶员获得良好的转向路感、系统具有卓越的鲁棒... 针对电动助力转向(Electric power steering,EPS)系统存在系统模型、干扰等不确定性,以及对系统动态特性的要求,提出EPS系统混合H2/H∞控制器。在EPS系统及整车2自由度数学模型基础上,以驾驶员获得良好的转向路感、系统具有卓越的鲁棒性和较小的力矩波动为控制目标,构建系统的状态空间方程和增广被控对象矩阵,运用H∞方法极小化系统中各种干扰对被控输出的影响,并在此基础之上应用H2方法对系统进行优化。EPS系统路感仿真结果表明,基于混合H2/H∞控制的EPS系统,综合了H2控制和H∞控制的优点,具有较好的鲁棒性能和鲁棒稳定性,可有效抑制路面随机激励、转矩传感器量测、模型参数不确定等所引起的各种干扰和噪声,使驾驶员获得满意的路感。 展开更多
关键词 电动助力转向系统 混合 h2/h∞控制 路感
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基于H_∞鲁棒控制原理的电动助力转向系统研究 被引量:13
6
作者 邱明 杨家军 +1 位作者 刘照 叶耿 《华中科技大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第12期71-73,共3页
针对汽车电动助力转向系统是一个非线性的多输入多输出系统的特点 ,提出了H∞ 鲁棒控制方法 .首先对电动助力转向系统的动力学模型进行不确定性分析 ;然后建立了系统状态空间方程和增广被控对象矩阵 ;在此基础上用H∞ 方法极小化系统中... 针对汽车电动助力转向系统是一个非线性的多输入多输出系统的特点 ,提出了H∞ 鲁棒控制方法 .首先对电动助力转向系统的动力学模型进行不确定性分析 ;然后建立了系统状态空间方程和增广被控对象矩阵 ;在此基础上用H∞ 方法极小化系统中各种干扰对被控输出的影响 ,最后通过计算机模拟的结果表明 。 展开更多
关键词 电动助力转向系统 鲁棒稳定性 h∞方法 鲁棒控制器 汽车
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增强电动转向系统助力跟踪性能的H_∞控制 被引量:3
7
作者 吴文江 杜彦良 +1 位作者 季学武 陈奎元 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2004年第4期465-467,475,共4页
建立了电动转向系统数学模型 ,将H∞ 控制理论应用于电动转向系统跟踪性能的研究 ,采用线性矩阵不等式处理方法设计了最优H∞ 控制器 ,应用Matlab软件进行了计算机仿真 ,仿真和台架试验结果表明 ,所设计的电动转向控制系统具有良好的助... 建立了电动转向系统数学模型 ,将H∞ 控制理论应用于电动转向系统跟踪性能的研究 ,采用线性矩阵不等式处理方法设计了最优H∞ 控制器 ,应用Matlab软件进行了计算机仿真 ,仿真和台架试验结果表明 ,所设计的电动转向控制系统具有良好的助力跟踪性能。 展开更多
关键词 汽车工程 电动转向系统 跟踪性能 h∞控制器 跟踪性能
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基于LPV/H_∞控制的EPS系统及其硬件在环研究 被引量:4
8
作者 张荣芸 赵林峰 +1 位作者 陈无畏 黄鹤 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期545-552,共8页
建立了电动助力转向(EPS)系统和二自由度车辆的线性变参数(LPV)模型,设计了LPV/H∞鲁棒控制器,重点考虑了EPS系统本身参数摄动对其性能的影响;基于MATLAB对所采用的控制方法进行了仿真。仿真结果表明,LPV/H∞控制方法比一般的H∞方法具... 建立了电动助力转向(EPS)系统和二自由度车辆的线性变参数(LPV)模型,设计了LPV/H∞鲁棒控制器,重点考虑了EPS系统本身参数摄动对其性能的影响;基于MATLAB对所采用的控制方法进行了仿真。仿真结果表明,LPV/H∞控制方法比一般的H∞方法具有更好的鲁棒性,可使转向系统的助力性能和路感得到提高,车辆的转向操纵稳定性也得到明显改善;基于LabVIEW PXI系统建立了EPS系统硬件在环试验台,在硬件在环试验台上,采用共轭梯度法实现了LPV/H∞控制方法的硬件在环试验,试验结果同样证明了所采用的控制算法的有效性。 展开更多
关键词 电动助力转向系统 线性变参数 h∞控制 硬件在环
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基于H_∞混合灵敏度控制的EPS操纵稳定性研究 被引量:4
9
作者 臧怀泉 耿佳 赵保军 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期1252-1257,共6页
针对电动助力转向系统存在的传感器噪声、路面干扰、参数摄动等不确定性,以及转向系统的多控制目标要求,设计了一种基于H_∞混合灵敏度控制方法的EPS系统电流控制器.建立了能够体现装配EPS系统汽车助力特性和整车操纵稳定性能的综合模型... 针对电动助力转向系统存在的传感器噪声、路面干扰、参数摄动等不确定性,以及转向系统的多控制目标要求,设计了一种基于H_∞混合灵敏度控制方法的EPS系统电流控制器.建立了能够体现装配EPS系统汽车助力特性和整车操纵稳定性能的综合模型,从而使评价EPS汽车综合操纵性能的指标更加全面和符合实际.仿真与分析结果表明,所设计的控制器不仅能够保证满意的路感、良好的操纵稳定性能,而且可以有效抑制传感器噪声和路面干扰的影响,从而提高了系统的性能鲁棒性和稳定鲁棒性. 展开更多
关键词 电动助力转向(EPS)系统 路感 操纵稳定性 h∞混合灵敏度控制
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基于PI电流环电动助力转向系统的鲁棒H_∞控制 被引量:7
10
作者 李强 何仁 《江苏大学学报(自然科学版)》 EI CAS 北大核心 2009年第2期138-142,共5页
首先在电流闭环PI控制的基础上,建立电动助力转向系统传递函数的仿真模型,应用混合灵敏度方法设计了电动助力转向系统的鲁棒H∞控制器.通过仿真分析,结果表明,基于PI电流环的混合灵敏度鲁棒H∞控制器能在较宽频带范围内增强地面低频信... 首先在电流闭环PI控制的基础上,建立电动助力转向系统传递函数的仿真模型,应用混合灵敏度方法设计了电动助力转向系统的鲁棒H∞控制器.通过仿真分析,结果表明,基于PI电流环的混合灵敏度鲁棒H∞控制器能在较宽频带范围内增强地面低频信号、削弱地面高频信号和抑制转矩传感器噪声,同时考虑到了转矩传感器实际测量噪声均远小于仿真所采用值.所设计基于PI电流环的混合灵敏度鲁棒H∞控制器具有较强鲁棒性能,助力跟踪能力和抗干扰能力,改善转向回正特性,提供驾驶员较为满意的路感,提高车辆的转向操纵性能. 展开更多
关键词 汽车 电动助力转向系统 传递函数 PI电流环 鲁棒h∞控制
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融合主动转向功能的电动助力转向系统H_∞控制 被引量:4
11
作者 赵树恩 李玉玲 刘文文 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2014年第8期1233-1237,共5页
针对传统电动助力转向(EPS)系统不能在车辆极限工况行驶时实施主动转向,也不能对驾驶员的转向误操作进行主动补偿的问题,建立了融合主动转向功能的EPS整车操纵动力学模型,并以转向轻便性、灵敏性、回正特性及整车操纵稳定性为系统评价输... 针对传统电动助力转向(EPS)系统不能在车辆极限工况行驶时实施主动转向,也不能对驾驶员的转向误操作进行主动补偿的问题,建立了融合主动转向功能的EPS整车操纵动力学模型,并以转向轻便性、灵敏性、回正特性及整车操纵稳定性为系统评价输出,运用H∞鲁棒控制策略对基于整车操纵稳定性控制的汽车EPS系统控制特性进行了仿真分析。仿真结果表明,集成主动转向功能的EPS控制系统,既能够实现EPS系统的传统控制特性,又能够根据汽车极限运行工况时整车操纵稳定性的要求实施主动转向,从而有效降低车身横摆角速度和质心侧偏角,并最大程度地发挥EPS的功能调节范围。 展开更多
关键词 汽车 操纵稳定性 电动助力转向 主动转向 h∞控制
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基于频率整型的电动助力转向路感H_∞控制 被引量:2
12
作者 王春燕 赵万忠 于蕾艳 《吉林大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期1532-1536,共5页
考虑到电动助力转向(EPS)存在干扰、噪声等不确定因素,以及对系统鲁棒性和动态特性的要求,建立了电动助力转向路感模型,设计了电动助力转向路感H∞控制器。应用频率加权函数对系统的输出性能进行必要的整型,并进行频域仿真分析。仿真结... 考虑到电动助力转向(EPS)存在干扰、噪声等不确定因素,以及对系统鲁棒性和动态特性的要求,建立了电动助力转向路感模型,设计了电动助力转向路感H∞控制器。应用频率加权函数对系统的输出性能进行必要的整型,并进行频域仿真分析。仿真结果表明:相比传统PID控制,H∞控制下的电动助力转向具有更好的系统鲁棒性。加权后的电动助力转向在低频范围内可获得较好的路面信息,在高频范围内能够有效抑制来自路面的噪声和干扰,保障驾驶员获得良好的转向路感。 展开更多
关键词 车辆工程 频率加权函数 电动助力转向 h∞控制 路感
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基于鲁棒H_∞控制的电动车辆转向研究 被引量:3
13
作者 闫启迪 肖本贤 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2018年第2期188-193,共6页
文章以前轮转向叉车为研究对象,在对电动叉车电动助力转向(electric power steering,EPS)系统进行动力学分析和建立整车二自由度模型的基础上,提出EPS系统鲁棒H∞控制器,并运用遗传算法对控制器的加权函数参数进行优化,使驾驶员获得满... 文章以前轮转向叉车为研究对象,在对电动叉车电动助力转向(electric power steering,EPS)系统进行动力学分析和建立整车二自由度模型的基础上,提出EPS系统鲁棒H∞控制器,并运用遗传算法对控制器的加权函数参数进行优化,使驾驶员获得满意的路感,系统的鲁棒性、行驶安全性得到提高。根据TFC20叉车的实际数据,进行Matlab在不同工况、不同控制方法下的对比仿真实验,从而验证了运用遗传算法优化的鲁棒控制器可以更好地给叉车提供可跟随的电机助力,确保系统的操作轻便性和稳定性。 展开更多
关键词 前轮转向叉车 电动助力转向(EPS)系统 鲁棒h∞控制器 遗传优化 模型
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电动助力转向系统H_∞鲁棒控制及其对操纵稳定性影响研究 被引量:1
14
作者 佘国芹 严运兵 翁敬良 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2016年第9期114-120,共7页
针对电动助力转向(EPS)系统动态特性的要求,在考虑系统路面干扰、传感器噪声等不确定性因素的基础上,设计了一种基于H∞鲁棒控制的电动机电流H∞鲁棒控制器。建立了包括三自由度车辆模型及EPS系统模型的综合控制模型,并将汽车操纵稳定... 针对电动助力转向(EPS)系统动态特性的要求,在考虑系统路面干扰、传感器噪声等不确定性因素的基础上,设计了一种基于H∞鲁棒控制的电动机电流H∞鲁棒控制器。建立了包括三自由度车辆模型及EPS系统模型的综合控制模型,并将汽车操纵稳定性、驾驶员路感以及EPS系统鲁棒性能作为控制目标构建了系统仿真模型。对所建立的电动助力转向系统与无助力转向系统进行了对比仿真,结果表明,所设计的H∞鲁棒控制器不仅对传感器噪声和路面干扰有明显地抑制效果,同时也能保证驾驶员拥有良好的路感,并明显地改善了汽车在高速行驶时的操纵稳定性。 展开更多
关键词 电动助力转向 三自由度车辆模型 h∞鲁棒控制 操纵稳定性
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基于改进H∞算法的电动转向控制系统仿真研究 被引量:2
15
作者 陈慧鹏 金国栋 +1 位作者 王君明 陈立平 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第9期1915-1920,共6页
首先对电动助力转向系统(EPS)进行了建模、分析及合理的简化。根据该系统特性,选择基于H∞的控制方法。在对S/T奇异值曲线的深入观察和研究的基础上,提出一种根据系统频域关键参数先构造闭环函数然后反推出系统控制器的方法。EPS系统频... 首先对电动助力转向系统(EPS)进行了建模、分析及合理的简化。根据该系统特性,选择基于H∞的控制方法。在对S/T奇异值曲线的深入观察和研究的基础上,提出一种根据系统频域关键参数先构造闭环函数然后反推出系统控制器的方法。EPS系统频谱分析及干扰和模型参数摄动下的仿真结果表明,该方法设计的控制器简单有效,具有很好的鲁棒稳定性和鲁棒性能。 展开更多
关键词 电动助力转向 建模h∞控制 系统仿真 鲁棒控制
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EPS路感H∞控制下的频域整形方案研究 被引量:1
16
作者 魏建伟 李占东 +1 位作者 魏民祥 赵万忠 《机械设计与制造》 北大核心 2014年第1期62-64,共3页
电动助力转向(Electric Power Steering,EPS)系统作为一种机械传动机构,受路面扰动和传感器噪声的影响比较大,直接影响到EPS系统的转向路感。将EPS系统模型与线性二自由度整车模型相结合,建立EPS系统控制模型,并给出助力控制的目标函数... 电动助力转向(Electric Power Steering,EPS)系统作为一种机械传动机构,受路面扰动和传感器噪声的影响比较大,直接影响到EPS系统的转向路感。将EPS系统模型与线性二自由度整车模型相结合,建立EPS系统控制模型,并给出助力控制的目标函数。根据EPS系统的频率分布,选取两个加权函数。通过转向盘把持力矩的幅频、相频特性及单位阶跃输入响应仿真计算,研究不同加权策略时助力控制对转向路感的影响。仿真结果可知,两个加权函数共同作用可以进一步改善EPS系统转向路感。 展开更多
关键词 电动助力转向 转向路感 频域整形 h∞控制
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电动转向控制系统跟踪性能研究 被引量:24
17
作者 吴文江 季学武 杜彦良 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期77-80,共4页
电动转向系统依靠助力电动机实现转向助力,控制系统的跟踪性能是影响电动转向系统助力性能的重要因素,较差的跟踪性能将会产生转向助力滞后现象,使驾驶路感变差。助力转矩偏差直接影响到转向系统的跟踪性能,影响助力转矩偏差的因素有转... 电动转向系统依靠助力电动机实现转向助力,控制系统的跟踪性能是影响电动转向系统助力性能的重要因素,较差的跟踪性能将会产生转向助力滞后现象,使驾驶路感变差。助力转矩偏差直接影响到转向系统的跟踪性能,影响助力转矩偏差的因素有转向盘输入转矩和转向轴转矩测量噪声,抑制转向盘输入转矩和转向轴转矩测量噪声引起的电动机助力转矩偏差是提高电动转向系统跟踪性能的有效手段。将H_∞控制理论应用于电动转向控制系统跟踪性能的研究,建立了电动转向系统数学模型,采用线性矩阵不等式处理方法设计了最优H_∞控制器,应用Matlab软件进行了计算机仿真,并根据最优H_∞控制器编制了电动转向系统控制程序,进行了台架试验。仿真和试验结果表明,所设计的电动转向控制系统具有较好的跟踪性能。 展开更多
关键词 电动转向系统 跟踪性能 h∞控制器 仿真 汽车
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基于Pure Pursuit算法的智能车路径跟踪 被引量:35
18
作者 段建民 杨晨 石慧 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第9期1301-1306,共6页
为了实现智能车路径跟踪,根据电子式助力转向系统的工作原理,对北京工业大学智能车BJUT-IV的转向系统进行设计.根据车辆参数和车速确定预瞄距离,并通过车辆与规划路径间存在的位置关系确定预瞄点,采用Pure Pursuit算法计算出前轮偏角控... 为了实现智能车路径跟踪,根据电子式助力转向系统的工作原理,对北京工业大学智能车BJUT-IV的转向系统进行设计.根据车辆参数和车速确定预瞄距离,并通过车辆与规划路径间存在的位置关系确定预瞄点,采用Pure Pursuit算法计算出前轮偏角控制量.建立车辆横向运动学模型,并在Matlab上进行了路径跟踪仿真实验.最后,与GPS相融合,根据GPS提供的车体位置信息,在校园规定线路对路径跟踪算法进行验证.实验结果表明:该算法跟踪偏差较小且前轮摆动幅度适中,确保了车辆在行驶过程中的稳定性. 展开更多
关键词 智能车 电子式助力转向系统 横向控制 路径跟踪
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汽车电动转向控制系统抗干扰策略的仿真 被引量:8
19
作者 吴文江 杜彦良 +1 位作者 季学武 陈奎元 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2003年第4期364-366,共3页
将H∞ 控制理论应用于电动转向系统控制方法的研究 ,设计了H∞ 控制器。仿真结果证实 。
关键词 汽车 电动转向控制系统 抗干扰 仿真 h∞控制器
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电动转向系统助力性能研究 被引量:5
20
作者 吴文江 杜彦良 +1 位作者 季学武 陈奎元 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 2003年第7期25-28,共4页
汽车电动转向系统的助力性能直接关系到汽车转向操作的安全 ,笔者以电动转向系统的跟踪性能和对扭矩传感器测量噪声及路面干扰的抑制为控制系统设计的目标 ,将H∞ 控制理论应用于控制系统的设计 ,采用LMI处理方法设计了控制器。计算机... 汽车电动转向系统的助力性能直接关系到汽车转向操作的安全 ,笔者以电动转向系统的跟踪性能和对扭矩传感器测量噪声及路面干扰的抑制为控制系统设计的目标 ,将H∞ 控制理论应用于控制系统的设计 ,采用LMI处理方法设计了控制器。计算机仿真结果证实 ,所设计的电动转向系统具有良好的跟踪性能 ,并有效地抑制了扭矩传感器测量噪声和路面激励干扰的影响 。 展开更多
关键词 电动转向系统 助力性能 转向安全 控制理论 汽车
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