無(wú)傳感器控制的EPS

很多新型車輛以電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）取代液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向。EPS相比傳統(tǒng)液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)有很多優(yōu)點(diǎn)。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制的主要目標(biāo)是通過(guò)電機(jī)產(chǎn)生輔助轉(zhuǎn)矩，從而減小駕駛員操作轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)向力。

EPS已應(yīng)用于在中型和重型汽車中，所以對(duì)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向電機(jī)的要求也越來(lái)越高。有刷直流電機(jī)因其尺寸較大、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大、摩擦大和噪聲大的特性而不適于EPS。無(wú)刷永磁同步電機(jī)具有高功率密度、高可靠性、低摩擦和低噪聲的特性，故其成為EPS最佳的候選電機(jī)之一。為實(shí)現(xiàn)永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)的高性能、矢量控制（也稱為磁場(chǎng)定向控制）正逐漸被應(yīng)用。

在EPS中，以測(cè)得的轉(zhuǎn)矩近似為驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩從而確定所需的輔助轉(zhuǎn)矩。然而，在轉(zhuǎn)變動(dòng)力學(xué)中測(cè)量轉(zhuǎn)矩和驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩是不同的，而且也很難確定準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)向軸剛度和慣性。轉(zhuǎn)矩傳感器也會(huì)影響轉(zhuǎn)向軸的剛度。道路反應(yīng)轉(zhuǎn)矩可提高轉(zhuǎn)向盤回正性，可實(shí)現(xiàn)良好的轉(zhuǎn)向感覺(jué)，故可用來(lái)估計(jì)驅(qū)動(dòng)力矩。本文的研究不需要電動(dòng)機(jī)位置的檢測(cè)，估計(jì)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩和道路反應(yīng)轉(zhuǎn)矩，以實(shí)現(xiàn)EPS的無(wú)傳感器控制。

應(yīng)用永磁同步電機(jī)為EPS提供一種無(wú)傳感器滑模控制。這種控制的目的是產(chǎn)生助力轉(zhuǎn)矩，衰減振動(dòng)并提高阻尼特性。該控制是通過(guò)具有未知輸入的滑模觀測(cè)器實(shí)現(xiàn)的?？刂破餍枰獪y(cè)量車輪轉(zhuǎn)向角和電機(jī)電流。仿真結(jié)果表明了該控制器的可行性。

A.Marouf et al.2012 20th Mediterranean Conference on Control&Automation (MED)Barcelona,Spain, July 3-6,2012.

編譯：王維