本文在进行研究时,搭载了国际上某品牌的EPS系统,通过进行测试试验,得到其助力特性曲线,拟合后经分析可知,在0d B 时转向扭力杆的刚度较低,而助力电机的交叉频率要比转向器的固有频率更高,所以在其上下两部分的相位差相差的比较大时系统会振动。为了减轻上述现象,人们提出使用相位补偿的办法,来对扭力杆下部进行调节,使系统的稳定性得到提升同时减轻振动。对转矩传感信号的相位补偿的办法有直接微分法和超前矫正法两种,其中直接微分虽然能将系统的稳定性与快速性进行提升,但是当在转向助力值比较大的时候,这种方法会使系统的高频噪声变大,使系统的稳定性变差。由此本课题中相位补偿适用的是超前矫正的方式,优化了系统的动态性能和稳定裕量。从系统稳健性进行考虑,由于包含的元素比较多,将整个模型进行适当简化,不考虑转向轮绕主销的动力学,不考虑干摩擦,假定回正力矩就是地面阻力矩,同时这个力矩的值是与转角有着固定比例关系的,那么可以将刚度等效为rK 。假设助力矩值是随着转向盘力矩值得增大而增大,成固定比例关系,那么设定他们之间的系数是aK ,从而就可以将转向系统简化为下面的关系:转向柱力矩;传感器测得的转向盘力矩; 简化后的转向阻力矩;电机迟滞延后;是经增益系数简化的助力矩。为了提升EPS 的可靠性,不仅要能够稳定地工作,同时还要具有比较大的稳定裕量,换言之就是要有必要的相对稳定性,针对开环稳定的系统,如果他的相位裕量是比零大的数,那么它所对应的闭环系统就是稳定的。实际工程中的标准是增益裕量要比6d B 大,同时要维持30°至60°的相位裕量值,这也是经历过很长时间,有很多人总结出来的,这样的系统相对稳定性会比较优秀,所以本文采用波特图来分析EPS 系统的开环频率特性,从而去判断闭环系统的稳定性,根据结果在提高系统稳定裕量的角度来设计超前校正的相位补偿。
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