基于现代控制方法的新型线控转向系统设计

基于现代控制方法的新型线控转向系统设计

引进了一种新的电子液压助力转向系统，该系统使用一种节能技术实现泵排量控制，消除了节气门因控制变排量泵而造成的能量损失。排量控制方法已经被应用于液压移动设备、主动振荡阻尼、机器能量管理策略。然而，该技术还是首次用于转向系统。排量控制的转向系统能够提高系统的能量利用率，降低燃油消耗和尾气排放量，降低驾驶员的操作强度，提高车辆的主动安全性。介绍了液压系统和动态子系统的动力学模型；综合分析了系统稳定性方面的需求；通过状态空间方程和全状态反馈方法，描述了基于模型控制算法的控制器设计。考虑到控制器设计属于系统层面的工作，把车辆动力学方程和液压流等式结合到一起形成了一个简单的单输入单输出系统，给系统期望的输入便可得到期望的输出。

为了测试所设计的控制器性能，设计了两种仿真工况：正弦输入和斜坡输入。两种工况联合仿真证明了所设计控制器的有效性，同时对转向系统参数进行了相关的数据分析，包括等价的质量和负荷、开环和闭环控制、状态反馈矩阵和观测矩阵等。一般控制器的性能可以通过控制器跟随变化输入量的精度、抑制外部干扰并达到实现控制目标的精度来衡量。两种仿真工况下，转向盘角输入的幅值和速度不同，如果已知转向执行机构的位置和速度传递关系式，那么转化到转向节处的角度和角速度也不同。

通过对比试验数据和仿真分析表明，控制器跟随给定信号并实现控制目标的能力较好，基本实现了设计目标。

N.Daheretal.Proceedings oftheASME/BATH2013 SymposiumonFluidPower &MotionControlFPMC 2013，October6-9,2013, Sarasota,Florida,USA.

编译：于立娇