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分段模糊PID控制在电动助力转向装置性能试验台中的应用

作　者: 朱金龙
导　师: 张波
学　校: 辽宁工学院
专　业: 机械电子工程
关键词: 模糊PID控制电动助力转向装置交流伺服系统运动控制卡 Visual Basic .NET
分类号: U467.523
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 207次
引　用: 2次
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内容摘要

电动助力转向装置(EPS)是用来改善汽车驾驶过程中转向性能的机电装置。汽车电动助力转向装置性能试验台(以下简称试验台)用于测试电动助力转向装置的各项技术性能指标,同时为EPS系统开发提供相应的实验及仿真条件。本课题的研究对象是汽车电动助力转向装置性能试验台中转向盘驱动装置。试验台转向盘驱动装置的作用是在EPS性能试验中产生特定的高精度输入信号,其控制精度直接影响试验结果的可靠性。本课题中试验台转向盘驱动装置的运动控制方案采用基于“PC+运动控制卡”的数字化交流伺服运动控制系统。为克服系统运行过程中时变、非线性、多参数耦合、强干扰等不利因素的影响,结合PID控制算法简单、易于工程应用以及模糊控制鲁棒性强、不依赖被控对象的精确数学模型、应用灵活等特点,设计了相应的模糊PID控制器,以进一步提高试验台转向盘驱动装置的控制精度。并且利用面向对象、基于.NET架构的Visual Basic .NET作为开发平台,围绕PCI-8132运动控制卡的应用程序接口(API)开发了相应的测控软件。试验结果表明,测试系统数字化程度高、操作简便、稳定性好、控制精度较高,易于扩展、能够满足EPS性能试验要求。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
1 绪论  9-15
  1.1 引言  9-10
  1.2 汽车电动助力转向装置的概况  10
    1.2.1 助力转向装置的发展历程简介  10
    1.2.2 EPS 的结构和特点  10
  1.3 EPS 性能试验台概况  10-11
  1.4 系统的试验方法和控制方法  11-14
    1.4.1 电动助力转向装置的试验方法  11-12
    1.4.2 电动助力转向装置性能试验台的工作模式  12
    1.4.3 试验台转向盘驱动装置的试验原理及控制方法  12-14
  1.5 课题的背景和意义  14
  1.6 课题的研究内容  14-15
2 EPS 性能试验台交流伺服系统的硬件结构  15-28
  2.1 转向盘驱动装置的系统结构与工作原理  15-16
    2.1.1 系统特点  15-16
    2.1.2 系统的工作原理  16
  2.2 伺服运动控制系统简介  16-21
    2.2.1 交流伺服运动控制概述  17-18
    2.2.2 交流伺服电机及伺服驱动器  18-20
    2.2.3 PCI 运动控制卡  20-21
  2.3 数据采集  21-26
    2.3.1 采样及采样定理  22-24
    2.3.2 采样方式  24
    2.3.3 试验台试验数据采集  24-26
  2.4 试验台检测装置简介  26-28
3 转向盘驱动装置的运动控制  28-35
  3.1 转向盘驱动装置的运动控制方式  28-30
  3.2 转向盘驱动装置的运动控制系统  30-33
    3.2.1 PCI-8132 运动控制卡简介  30-32
    3.2.2 PCI-8132 运动控制卡的安装  32-33
  3.3 PCI-8132 运动控制卡对伺服电机的控制  33-35
4 分段模糊PID 控制器设计  35-52
  4.1 PID 控制  35-40
    4.1.1 PID 控制原理  35-37
    4.1.2 数字PID 控制算法  37-40
    4.1.3 PID 控制的参数整定  40
    4.1.4 PID 控制的局限性  40
  4.2 模糊控制  40-48
    4.2.1 模糊控制的理论基础——模糊数学  41-42
    4.2.2 模糊控制原理  42-45
    4.2.3 模糊控制器的设计  45-48
  4.3 模糊PID 控制  48-49
  4.4 测试系统调试及控制效果  49-52
5 测控软件编程  52-58
  5.1 软件工程与开发平台  52-53
    5.1.1 软件设计原则  52
    5.1.2 集成开发环境（IDE）特点  52-53
  5.2 试验台测试软件编程  53-58
    5.2.1 上位机模糊PID 控制  53-56
    5.2.2 模糊控制模块  56
    5.2.3 PID 控制模块  56-58
6 结论  58-59
参考文献  59-63
攻读硕士学位期间发表的论文  63-64
致谢  64

分段模糊PID控制在电动助力转向装置性能试验台中的应用

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