集成式电子液压制动系统液压力变结构控制( 六 ) _摩擦

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图14 I-EHB系统样机
5.2 试验结果与分析
以该控制算法进行台架试验,对给定的目标液压力信号进行跟踪,观察系统实际液压力响应。台架试验与仿真试验设计相似,分为阶跃信号和正弦信号跟踪。
5.2.1 阶跃信号跟踪
试验工况为在0.5s产生目标液压力阶跃信号,幅值分别为1,5和8MPa,试验结果如图17～图19和表2所示。

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图15 I-EHB系统测试平台

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图16 I-EHB系统台架拓扑图

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图17 幅值1MPa的阶跃信号跟踪试验结果
由试验结果可以看出,实际液压力响应能很好跟踪目标阶跃信号。当目标阶跃信号幅值变化时,系统响应液压力趋于稳定,且闭环系统时域、频域的各项指标都满足要求。

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图18 幅值5MPa的阶跃信号跟踪试验结果

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图19 幅值8MPa的阶跃信号跟踪试验结果
表2 阶跃信号跟踪试验结果对比

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阶跃信号幅值试验结果5MPa___超调量/s 0.24 0.14 0.36 __稳态误差/MPa 0 0.31 调整时间/% 1.8 2.3 0.
5.2.2 正弦信号跟踪
试验工况为偏置4MPa、幅值4MPa的目标液压力正弦信号,频率分别为0.5,1和2Hz 。试验结果如图20～图22和表3所示。
表3 正弦信号跟踪试验结果对比

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___正弦信号频率试验结果0..0__ Hz_2.0Hz均方根误差/MPa 0.488 4 0.761 4 2.095 0___
由试验结果可以看出,当目标正弦信号频率变化时,实际液压力响应能很好跟踪目标正弦信号。当目标正弦信号频率增大时,实际液压力响应的均方根误差增大。由上文系统非线性特性分析可知,该系统由于摩擦带来的非线性很强,当目标信号频率增大时,该系统响应变慢,误差累积增多,故均方根误差增大。但此时的控制效果可以满足要求。

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图20 频率0.5Hz的正弦信号跟踪试验结果

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图21 频率1.0Hz的正弦信号跟踪试验结果

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图22 频率2.0Hz的正弦信号跟踪试验结果
6 结论
由于集成式电子液压制动系统是一个包含许多不确定因素和非线性对象的系统,所以对于该系统的精确动态液压力控制存在困难。本文中简化了系统模型,并基于摩擦模型重点对造成系统非线性特性的摩擦力进行分析。然后设计了针对IEHB系统的抗积分饱和变结构控制方法,先通过和联合仿真验证控制算法的有效性。最后搭建了I-EHB系统样机和试验平台,进行了硬件在环台架试验,验证了控制算法的正确性。得出结论如下:
(1)仿真研究和台架试验表明利用抗积分饱和变结构控制的液压力控制方法对I-EHB系统的控制效果良好;
(2)利用该控制方法后系统液压力响应可较好地跟踪变幅值和变频率的目标信号,控制精度高,系统性能得到明显改善。
参考文献：
[1] XIONG L,YUAN B,GUANG X,et al. andof dual-motor - brake [C].SAE Paper 2014-01-2532.