III 模糊微积分控制方式
电动助力转向系统控制必须解决两个问题.首先是在最低的动力条件下确定马达输出的实时数据。其次是怎样通过马达的电枢电压追踪记录当前数据。
A. 确定实时数据
现在有三种典型的力学特性的线型,它们是单一线型、多边形线型和基本
类型线型力学特性曲线图
在图.2中 表示方向盘输入扭矩, 表示发动机输入扭矩 表示当发动机开始提供动力时方向盘的输入扭矩, 表示当发动机提供最大动力输出时方向盘的输入扭矩。
单一线型有简单动力特征.简单的数据被方便记录、容易设计和调整控制算法。然而.一旦动力扭矩改变随着转向盘扭矩改变的关系被确定,转向特性曲线则不可以被修改。曲线—基于动力特性曲线有助于实现连续、平滑的曲线特性,它的曲线形状跟据需求做出适当的调整.然而当遇到复杂特性曲线、更多的数据要被储存对它们进行调整将不是很方便。多边形的的特征线型居于它们两者之间,我们获取线性动力特性曲线,并把它输入到数据表中。这系统确定当前数据通过查看储存在电子控制元件中的数据表。
B. 追踪当前数据
当前数据的追踪是控制器设计的核心,快和准确的对当前数据的追踪是优秀控制方式的标准。微积分控制控方式被广泛使用在电动助力转向系统中。传统比例微积分控制器确定受控参数是按照错误的P—比例、I—积分和D—微分的线性组合。P—比例、I—积分和D—微分被调整后,系统的实际输出会渐渐趋向于一个给定的目标数据。一旦基于微积分的控制器被设计出来,参数 、 、 是精确的结果。事实上,电动助力转向系统有数种I/O变量和非线性特性曲线。传统微积分控制技术不能满足电动助力转向系统的要求。于是我们引进模糊控制的思想去设计电动助力转向系统控制的方式和完善模糊比例微积分控制器。模糊比例微积分算法包含线性比例微积分控制和模糊控制。在动态过程中模糊控制器根据输入变量的改变修改比例微积分的控制参数,提高动态响应的速度,电动助力转向系统的抗干扰的能力。
C.模糊控制规则的设计
模糊规则的编制关键部分是模糊控制器。以一系列的模糊法则为基础,模糊控制器给以综合的分析和控制命令来实现通过调整控制功能去控制对象的预期目标。
如.表1,表2,和表3,对 、 和 的模糊规则依据比例微积分参数的主体调整规则、工程师的技术知识,实践经验,电动助力转向系统的特征来调整。
IV.电动助力转向系统的硬件
作为电动助力转向系统的基本组成,电动助力转向系统中电子控制元件的结构如图3。电子控制元件系统包括微控制器单元(单片机),外围设备例如蓄电池,电源电路,扭矩信号处理电路,点火信号处理电路,当前信号处理电路,驱动电路,控制信号配电线路,失败显示电路。
.电子控制元件的结构图
我们采用MC9S12DGl28单片机。它是包含有片内外标准的16b的设备,其中包括一个16b的中央处理器,128k闪存只读存储器,8k的内存,2k字节的电可擦可编程序只读存储器,两个异步串行通信接口(SCI)。两个串行的外围接口(SPI).一个8接口的IC/OC时间捕获器,两个8接口、10字节ADC,一个8接口PWM,29个离散的数字I/O接口,20个拥有打断和自我恢复功能的离散数字型I/O线。总结以上特点一个PLL系统应满足最低能耗和尤良好的操作性能。