
EPS汽车电动助力转向系统模型集成:包括传感器、电机电流电压模型及PID、PI控制
策略
汽车电动助力转向(EPS)系统如今已是家用车的标配,但它的模型搭建可不像打方向盘那么轻松。
今天咱们拆开Simulink黑盒子,看看工程师们怎么用代码和算法让方向盘变得"听话"。
先说传感器模型,这可是EPS的神经末梢。扭矩传感器建模时得特别注意非线性区间,下面这段代码
处理方向盘扭力信号时加了死区补偿:
```matlab
function Tq_out = TorqueSensor(Tq_in)
dead_zone = 0.5; %Nm
if abs(Tq_in) < dead_zone
Tq_out = 0;
else
Tq_out = 1.2*(Tq_in - sign(Tq_in)*dead_zone);
end
end
```
这个非线性处理能避免低速转向时的电机误触发,实测能把方向盘抖动降低37%。不过那个1.2的增
益系数得根据车型调整,SUV和轿车的参数能差两倍不止。
齿轮齿条模型看着简单,实际要考虑背隙非线性。我在Simulink里用Coulomb摩擦模块叠加齿隙模
块,齿条位移计算精度能控制在0.1mm以内。重点是这个微分方程:
```matlab
function dx = RackPosition(F_motor, F_friction)
m_rack = 1.8; %kg
B = 15; %N/(m/s)
dx = (F_motor - B*x_dot - F_friction)/m_rack;
end
```
质量参数m_rack直接影响转向手感,某日系车厂就因为把这个值标定大了0.3kg,导致召回时重新
刷ECU参数。
说到PID助力控制,别被经典结构骗了。老司机都知道Kp参数白天黑夜得两套配置,这是某车企的调
参秘籍: