基于操纵稳定性的EPS转向系统鲁棒控制策略研究

翁敬良，严运兵

(武汉科技大学汽车与交通工程学院,湖北 武汉，430081)

新能源汽车具有电子化、轻量化、绿色环保等特性，已成为世界汽车发展的必然趋势。电动助力转向系统(Electric Power Steering System，EPS)作为新能源汽车研究方向之一，是继液压助力转向系统后出现的一种新型动力转向系统，具有轻型小巧、装配迅速、易于调整、噪声及废气污染小等优点。EPS系统在机械转向的基础上增加助力电机，通过电机提供转向时所需的辅助力矩，从而实现了汽车低速行驶时转向轻便和高速行驶时路感优良的要求[1]。但是，随着对汽车性能要求的不断提高，汽车高速行驶时的操纵稳定性也备受重视。因此，EPS系统的鲁棒性研究得到了广泛关注。Toshio Kohno等[2]将H∞控制理论应用到EPS控制系统；Parmar等[3]利用线性二次型调节器(LQR)和Kalman滤波技术设计了EPS系统控制器；吴文江等[4]运用鲁棒控制理论当中的LMI(Linear Matrix Inequalities)处理方法计算EPS系统控制器；刘照等[5]运用混合灵敏度设计方法设计了EPS系统鲁棒控制器；杨孝剑等[6]将电动助力转向系统当中电机电流的控制采用模糊神经网络PID控制方法进行控制；赵万忠等[7]提出 EPS 系统混合H2/H∞控制器，该控制器综合了H2控制和H∞控制的优点。以上控制方法在EPS的控制研究中取得了较大进展,但大部分是针对EPS系统本身的控制及其稳定性的研究，目前还未见关于将EPS系统加载到整车系统中作为一个整体控制对象来研究的报道。为此，本文针对装载EPS系统的车辆对转向轻便性、良好路感和整车操纵稳……