摘要：转向系统是控制汽车行驶路线和方向的重要装置，它在汽车的操纵稳定性、行驶安全性和舒适性方面起到关键性的作用。电动助力转向系统（EPS）作为一种新型的转向技术，越来越成为转向控制系统的主流。本文通过分析EPS的工作原理，建立了EPS动力学模型。为了提高系统的响应速度、稳定性，采用模糊PID控制策略设计了助力控制算法。利用MATLAB对上述的EPS控制算法进行了仿真验证。仿真结果表明。该控制策略明显提高了系统的瞬态特性，具有良好的转向稳定性。
关键词:电动助力转向系统；动力学模型；模糊PID
1前言
随着汽车技术的不断发展，电子控制技术被越来越多的应用到汽车控制领域。EPS作为一种新型的转向系统具有效率高、能耗少，路感好、回正性能好、装配性能好等诸多优点，正逐步取代液压助力转向系统。控制算法是EPS的核心技术，选择优良的控制算法可以有效提高EPS的稳定性和舒适度。[[[] 晋兵营，宁广庆. 汽车电动助力转向系统发展综述[J]. 拖拉机与农用运输车，2010年，01期：1~2.]]本文通过将模糊控制和PID控制相结合为电动助力转向系统设了模糊PID控制策略。通过仿真检验实际电流对目标电流的追踪，证明了所设计的PID控制系统的有效性，使电动助力转向系统具有良好的跟踪性与稳定性，能够提高车辆操纵稳定性。
2 EPS的结构和工作原理
EPS是在机械转向系统的基础上，增加驱动电机、减速器、转向盘转矩传感器及控制器等装置而组成的。图2.1为电动助力转向系统的结构简图：
EPS的基本控制方式有三种：助力控制、阻尼控制和回正控制。助力控制是电动助力转向系统基本的控制方式，本文也是主要针对助力控制进行研究。
EPS的工作原理如下：由传感器检测的转向盘转矩信号和车速传感器检测的车速信号输入到控制器中，根据设计的助力特性曲线[[[] 朱海. 电动助力转向匹配分析及性能评价研究[D].吉林：吉林大学. 2004年.]]，确定出助力电机的目标电流，然后通过实际电流与目标电流相比较，输出PWM信号到驱动电路以驱动助力电机产生合适的助力力矩。
3 电动助力转向系统建模
EPS系统的仿真模块主要包括转向盘、控制器、驱动电路和电机、转向系统四个部分。在仿真中，对机械环节进行合理简化，同时时控制器模块与实际应用的控制器尽量接近，对于控制策略中的各个环节也都尽量与实际程序接近[[[] 吕振，杨新华.基于改进模糊PID控制的EPS系统建模仿真[J].计算机仿真，2009年，第26卷，第09期：232~255.]]。
作者：徐广飞