附件C：譯文

電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的H∞環(huán)成形控制

M. Moradkhani, M. R. Hairi-Yazdi, F. R. Salamsi, 電子工程師會員

摘要—— 本文使用H∞環(huán)成形控制來改善電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EPS)的魯棒穩(wěn)定性和工作特性。EPS系統(tǒng)在轉(zhuǎn)向裝置上使用一個電機提供助力轉(zhuǎn)矩來提高駕駛員在轉(zhuǎn)向過程中的轉(zhuǎn)向輕便性。在系統(tǒng)中引入一個環(huán)成形程序來減少干擾對輸出的影響，同時利用一個H∞魯棒控制器來確保系統(tǒng)穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向的精度。這個控制器是經(jīng)過系統(tǒng)標稱模型和擾動模型的仿真來證明的。
1.介紹
轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是汽車操作重要子系統(tǒng)之一。當前輪受到一個使其趨向原始位置的回正力矩時，駕駛員必須提供足夠的力矩克服回正力矩來進行轉(zhuǎn)向。因此，由于這個轉(zhuǎn)向力矩是相當大的，動力轉(zhuǎn)向被引進來輔助駕駛員轉(zhuǎn)動汽車車輪。常規(guī)的液壓動力轉(zhuǎn)向由發(fā)動機提供動力，不但需要復(fù)雜的液壓元件，而且降低了發(fā)動機的效率因為它需要不斷地提供油壓。EPS系統(tǒng)是按系統(tǒng)的需求，只有當駕駛員需要時才工作。另一方面，EPS系統(tǒng)又是一種控制系統(tǒng)。它能利用電機產(chǎn)生為汽車提供很多優(yōu)勢像提供高能量效率的輔助轉(zhuǎn)矩，具有提高燃油經(jīng)濟效率4%，減輕重量，有穩(wěn)定的轉(zhuǎn)向操縱感和容易維修等優(yōu)點。
EPS系統(tǒng)由轉(zhuǎn)向盤，轉(zhuǎn)向柱，電機，減速機構(gòu)和齒條組成。通常大多數(shù)EPS系統(tǒng)在轉(zhuǎn)向柱和小齒輪之間安裝了齒輪扭矩傳感器來測量司機所感受到的扭矩的大小。扭矩傳感器估計司機輸入的力矩，然后與EPS控制算法一起來確定輔助扭矩的大小。然后這個信號是作為電機的控制命令，電機根據(jù)這個命令提供適當?shù)妮o助水平。減速裝置通過電機增加轉(zhuǎn)矩，然后傳遞到轉(zhuǎn)向機構(gòu)。
大多數(shù)EPS控制器的設(shè)計是基于一個簡化的準確的模型。然而，實際上EPS是一種典型的具有多重目標函數(shù)的非線性多輸入多輸出系統(tǒng)，包括對駕駛員轉(zhuǎn)矩命令的快速反應(yīng)，優(yōu)良的駕駛感覺和衰減路面擾動的性能。EPS系統(tǒng)具有非線性摩擦，阻尼，和干擾因素?；诤喕瘻蚀_的模型的控制策略沒有充分利用EPS有利條件，它沒有足夠的穩(wěn)定性和魯棒性來處理動態(tài)EPS模型和來自路面的不確定性和傳感器噪音。這種形勢阻礙了基于魯棒控制原理的EPS的進一步改進。動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)降低了司機在停車時的轉(zhuǎn)向力和提供了在高速公路上和街道開車的穩(wěn)定轉(zhuǎn)向操縱感。這種功能是由汽車制造商引進的一個特殊的轉(zhuǎn)矩圖提供的。轉(zhuǎn)矩圖