由于EPS系统要求震动电机正反向转动,震动电机在低速或变向运动时,其动态和静态特性都存在着不同程度的非线性。一方面,其电枢电阻和电感等参数值与周围环境(温度、湿度、压力等)及流经它们的电流有关,并不一定是常数;另一方面,由于轴上存在着摩擦力矩和负载力矩,只有在电枢电压达到一定数值后,震动电机才会转动,存在着死区,而当电枢电压超过一定数值时震动电机的转速将不再增加,出现饱和现象。
对于震动电机非线性的的处理方法,一方面,当震动电机的工作范围较小时,可以忽略非线性特性的影响,将其视为近似线性;另一方面,由于EPS系统要求震动电机根据不同的输入指令双向运行,存在着频繁的换向、启动等过程,其工作范围较大,非线性程度比较严重;同时,为了实现对EPS系统的高性能和高精度控制,以及为了改善系统的性能和提高控制的质量,必须研究EPS震动电机的非线性特性,并进行补偿控制。
控制器根据各传感器输出的信号决定震动电机的转动方向和最佳助力扭矩,向震动电机和离合器发出控制信号,通过功率驱动电路控制直流震动电机的转动,震动电机的输出经过减速机构减速增扭后,驱动齿轮齿条机构,产生相应的转向助力。通过精确的控制算法,可任意改变震动电机的扭矩大小,使传动机构获得所需的任意助力值。
在应用过程中,EPS震动电机表现出非线性特性。一方面,其电枢电阻和电感等参数值与周围环境(温度、湿度、压力等)及流经它们的电流有关,并非是常数;一方面,由于轴上存在着摩擦力矩和负载力矩,只有在电枢电压达到一定数值后,震动电机才会转动,存在着死区;另一方面,当电枢电压超过一定数值时,震动电机转速将不再增加,出现饱和现象。
为了实现对EPS系统的高性能和高精度控制,以及改善系统的性能和提高控制的质量,进行EPS震动电机的非线性补偿设计。