基于鲁棒控制理论的汽车电动转向助力系统控制技术研究 .pdfVIP

基于鲁棒控制理论的汽车电动转向助力系统控制

技术研究

一、本文概述

随着汽车工业的快速发展和电动汽车的普及，汽车电动转向助力

系统（ElectricPowerSteering，EPS）作为提高驾驶体验、增加行

车安全的关键技术，受到了广泛的关注。在实际应用中，EPS系统面

临着诸多挑战，如参数摄动、外部干扰以及建模误差等，这些因素可

能导致系统性能下降，甚至引发安全问题。如何设计一种稳定且鲁棒

性强的EPS控制器成为了当前研究的热点。

本文旨在基于鲁棒控制理论，对汽车电动转向助力系统的控制技

术进行深入研究。鲁棒控制理论是一种专门处理系统不确定性和外部

干扰的控制方法，它能够在系统参数摄动或外界干扰下保持系统的稳

定性和性能。本文将首先介绍EPS系统的工作原理和常见的控制方法，

然后重点分析鲁棒控制理论在EPS系统中的应用，包括H∞控制、μ

综合控制等。本文还将探讨鲁棒控制器的设计方法，以及如何通过实

验验证控制器的性能和鲁棒性。

通过本文的研究，旨在为汽车电动转向助力系统控制技术的发展

提供新的思路和方法，为实际工程应用提供理论支持和实验依据。本

文的研究成果也有助于提高EPS系统的性能和稳定性，进一步提升汽

车的驾驶体验和行车安全。

二、鲁棒控制理论概述

鲁棒控制理论是现代控制理论中的一个重要分支，它主要研究在

存在模型不确定性、外部干扰或参数摄动等不利因素影响下，如何设

计控制系统以保证其具有良好的稳定性和性能。鲁棒性，即系统的鲁

棒性，是指系统在受到这些不确定性因素干扰时，仍能保持其预定性

能的能力。

鲁棒控制理论的核心思想是寻找一种控制策略，使得系统对于一

定范围内的参数摄动和干扰具有不变性。这种不变性可以通过不同的

方法来实现，如通过优化控制器的设计，使其对参数摄动和干扰具有

一定的容忍度；或者通过引入适当的补偿机制，以抵消这些不利因素

对系统的影响。

在实际应用中，鲁棒控制理论在汽车电动转向助力系统控制技术

研究中具有广泛的应用前景。电动转向助力系统作为汽车底盘控制系

统的重要组成部分，其性能的好坏直接影响到汽车的操控性和稳定性。

由于汽车在实际运行过程中会受到各种不确定性因素的干扰，如路面

不平、风阻、驾驶员操作误差等，研究基于鲁棒控制理论的电动转向

助力系统控制技术，对于提高汽车的操控性和稳定性具有重要意义。

通过鲁棒控制理论的应用，可以在设计电动转向助力系统控制器

时，充分考虑到这些不确定性因素的影响，从而设计出更加稳定、可

靠的控制系统。鲁棒控制理论还可以为电动转向助力系统的故障诊断

和容错控制提供理论支持，进一步提高汽车的安全性和可靠性。

鲁棒控制理论在汽车电动转向助力系统控制技术研究中具有重

要的理论价值和实际应用价值。通过深入研究和应用鲁棒控制理论，

可以为汽车电动转向助力系统控制技术的发展提供新的思路和方法。

三、汽车电动转向助力系统控制技术现状

随着汽车行业的快速发展和消费者对车辆性能要求的日益提升，

汽车电动转向助力系统控制技术也取得了显著的进步。目前，汽车电

动转向助力系统控制技术主要围绕提高转向稳定性、助力精度和驾驶

舒适性等方面展开研究。

传统的汽车电动转向助力系统主要依赖于简单的力矩控制策略，

通过检测驾驶员的转向力矩并施加相应的助力，以减轻驾驶员的操作

负担。这种控制方式在复杂多变的驾驶环境下往往难以保证理想的转

向性能和驾驶稳定性。现代汽车电动转向助力系统控制技术开始引入

先进的控制理论和算法，以提高系统的鲁棒性和适应性。

目前，一些先进的汽车电动转向助力系统已经采用了基于鲁棒控

制理论的控制方法。鲁棒控制理论通过考虑系统的不确定性和干扰，

设计出能够保持系统性能稳定的控制器。在汽车电动转向助力系统中，

鲁棒控制理论可以有效应对路面不平、车速变化等外部干扰，提高转

向系统的稳定性和驾驶安全性。

除了鲁棒控制理论外，还有一些其他的先进控制策略也被应用于

汽车电动转向助力系统中。例如，自适应控制可以根据驾驶员的驾驶

习惯和道路条件自适应地调整助力策略，以提高驾驶舒适性和操控性。

模糊控制则可以利用模糊逻辑系统处理不确定性和非线性问题，使转

向助力更加精准和平滑。

汽车电动转向助力系统控制技术正朝着更加智能化和鲁棒化的

方向发展。未来，随着控制理论和技术的不断创新和完善，汽车电动

转向助力