автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Алгоритмизация управления электроприводом постоянного тока в системе "электромеханический усилитель руля-человек"

На правах рукописи

ВОЛОКИТИН Вадим Николаевич

АЛГОРИТМИЗАЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ ПОСТОЯННОГО ТОКА В СИСТЕМЕ «ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬ РУЛЯ - ЧЕЛОВЕК»

Специальность: 05.09.03 - Электротехнические комплексы и системы

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Воронеж - 2004

Работа выполнена в Воронежском государственном техническом университете

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Бурковский Виктор Леонидович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Зайцев Александр Иванович, кандидат технических наук Кузнецов Эрнст Георгиевич

Ведущая организация

Липецкий государственный технический университет

Защита состоится 30 июня 2004 г. в 1000 часов в конференц-зале на заседании диссертационного совета К212 037 05 Воронежского государственного технического университета по адресу. 394026, г Воронеж, Московский просп, 14

С • диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежского государственного технического университета

Автореферат разослан « 28 » мая 2004 г.

Учёный секретарь

диссертационного совета

Медведев В А

(

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

В настоящее время в мировой автомобильной промышленности наблюдается повышенная тенденция к установке в автомобилях электромеханических систем различного назначения. Среди многообразия таких систем наибольшее распространение получили АБС -электромеханический тормоз, климат - контроль, стартер — генератор, системы регулировки положения зеркал, сидений, стекол и т.д. Инновационной политикой последних лет в автомобилестроении предусмотрено оснащение рулевых систем легковых автомобилей электромеханическими усилителями руля (ЭУР). Основной частью системы ЭУР является электропривод, использующий в качестве исполнительного двигателя преимущественно машину постоянного тока.

К системе ЭУР предъявляются очень жесткие требования по безопасности, комфортности и надежности функционирования. Не последнее место в комплексе общих требований, предъявляемых к ЭУР, занимают показатели качества системы управления, которые являются базисными для формирования общей цели управления, структуры алгоритма и оптимизации его параметров

Поскольку ЭУР в качестве активного компонента включает эргатический элемент, то к таким системам предъявляются повышенные технические и субъективные требования. Обеспечение оптимального управления системы ЭУР подразумевает синтез таких алгоритмических средств, которые бы давали возможность достижения заданных технических и субъективных показателей качества управления в условиях активного воздействия неконтролируемых возмущений. Основными источниками таких возмущений являются рулевой механизм, электропривод и человек. При этом наиболее существенной составляющей здесь являются нестационарные параметрические возмущения и возмущения, вызванные неопределенностью требований, предъявляемых человеком к системе рулевого управления.

Таким образом, наличие в рамках рулевой системы автомобиля значительного числа трудноформализуемых процессов, обусловленных присутствием в качестве активной компоненты эргатического элемента, определяет актуальность задачи создания соответствующих средств оптимального управления электроприводом системы ЭУР.

Тема диссертации соответствует одному из основных научных направлений Воронежского государственного технического университета

- .С НАЦИОНАЛЬНАЯ) 1 БИБЛИОТЕКА I

! ¿гз&т

«Вычислительные системы и программно-аппаратные электротехнические комплексы» ГБ 44.29/02.

Целью работы является разработка комплексного алгоритма, реализующего режимы непрерывного и дискретного управления электроприводом постоянного тока в рамках системы «электромеханический усилитель руля - человек» в условиях активного воздействия неконтролируе -мых параметрических возмущений на основе моделей, учитывающих неопределенности требований, предъявляемых к свойствам системы рулевого управления.

В соответствии с данной целью в работе поставлены и решены следующие задачи:

1. Построения обобщенной математической модели системы рулевого управления с ЭУР, учитывающей активное влияние эргатического элемента

2. Анализа типов неконтролируемых возмущений в рулевой системе автомобиля и их локализация в рамках объекта управления.

3. Построения структурной модели взаимодействия человека и системы рулевого управления, а также формализованного описания системы «человек -рулевой механизм».

4. Формирования комплекса критериев качества, включающих формальное описание технических и субъективных требований, предъявляемых к системе управления ЭУР.

5. Синтеза алгоритма, реализующего режимы рационального непрерывного и дискретного управления электроприводом постоянного тока системы ЭУР, обеспечивающего заданные значения количественных показателей качества управления.

6. Синтеза алгоритма рационального управления системы «электромеханический усилитель руля - человек», обеспечивающего заданные субъективные показатели качества.

Методы исследования В работе использованы методы теории электропривода, теории автоматического управления, системного анализа, математического моделирования, аппарата нечеткой логики, инженерной психологии.

Научная новизна

В работе получены следующие результаты, отличающиеся научной новизной:

- математические модели системы рулевого управления, в том числе с ЭУР на базе электропривода постоянного тока, отличающиеся учетом источников приведенных к выходу объекта управления неконтролируемых параметрических возмущений;

- структурная модель электромеханического комплекса, обеспечивающего воспроизведение процесса взаимодействия человека и системы рулевого управления с ЭУР;

- формализованное описание электромеханической системы «человек — рулевой механизм», отличающееся возможностью адекватного отражения динамических свойств человека в процессе управления автомобилем;

- структура комплексного алгоритма управления электроприводом системы ЭУР, который отличается от известных обеспечением заданных требований комфорта и безопасности при управлении автомобилем;

- алгоритм, обеспечивающий режимы непрерывного и дискретного управления электроприводом ЭУР, отличающийся свойством инвариантности по отношению к неконтролируемым возмущениям со стороны системы рулевого управления и электродвигателя;

- алгоритм управления в рамках системы ЭУР, дающий возможность достижения заданных субъективных показателей качества управления с учетом неопределенности предъявляемых к нему требований.

Практическая значимость работы

Практическую ценность диссертационной работы составляют:

- программно-аппаратная реализация комплексного алгоритма в электронном блоке управления ЭУР, спроектированного на базе 16 - разрядного цифрового сигнального контроллера;

- программное обеспечение и настроечно-измерительный комплекс для синтеза алгоритма управления системы ЭУР, обеспечивающего заданные субъективные показатели качества управления.

Практические результаты работы составляют основу программно -аппаратных средств, обеспечивающих в процессе проектирования системы рулевого управления с электромеханическим усилителем руля высокие показатели надежности, безопасности, комфорта.

Реализация результатов работы

Полученные теоретические и экспериментальные результаты диссертационной работы использованы при выполнении НИОКР «Разработка комплекса агрегатов и систем в целом электромеханических усилителей рулевого управления для перспективных моделей легковых автомобилей семейства ВАЗ» в ФНПЦ ЗАО НПК(о) «Энергия» (г. Воронеж) совместно с АО «АВТОВАЗ» (г. Тольятти) в 2000 - 2003 гг.

Результаты внедрения подтверждаются соответствующим актом.

В 2003 г. ФНПЦ ЗАО НПК(о) «Энергия» получен сертификат на изделие ЭУР с целью его установки в рулевое управление легковых автомобилей ВАЗ 21213, ВАЗ 2131, ВАЗ 2110.

Апробация результатов работы

Основные положения диссертационной работы докладывались на VI Международной открытой научной конференции «Современные проблемы информатизации в технике и технологиях» (Воронеж, 2001); на Международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Социально-экономическое развитие регионов: реальность и перспективы» (Воронеж, 2003); на региональной научно-технической конференции (Воронеж, 2003); на конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов ВГТУ (2001 - 2003 гг.), а также на научных семинарах кафедры автоматики и информатики в технических системах (2001 - 2004 гг.)

Публикации

По основным результатам диссертационной работы автором опубликовано 13 печатных работ, в том числе 11 научных статей и докладов, получено 2 патента РФ. В работах, опубликованных в соавторстве, соискателем сделано следующее: разработана структура комплексного алгоритма управления электроприводом ЭУР [8,12]; рассмотрено влияние неконтролируемых возмущений на субъективные показатели качества [5,6]; предложена методика синтеза алгоритма, обеспечивающего заданные субъективные показатели качества [2,4,5]; предложена система управления электроприводом ЭУР при неполной информации о возмущениях [3,7]; предложено релейное управление электроприводом ЭУР, которое обеспечивает предельные показатели качества в рулевой системе автомобиля [10]; в алгоритме управления учтена допустимая температура силовых транзисторов [1], предложено схемотехническое решение [13].

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и 8 приложений. Работа содержит 135 страниц основного текста, 42 рисунка, 8 таблиц. Список литературы включает 102 наименования.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во. введении обоснована актуальность темы, показана структура диссертации, отмечены научная новизна и практическая ценность результатов проведенной работы.

В первой главе проведены классификация неконтролируемых возмущений в электромеханических системах, к классу которых принадлежит ЭУР, а также обзор классических и современных методов управления нелинейными нестационарными системами, в том числе с учетом эргатической компоненты. Отмечено, что неполная структура математической модели

объекта управления, неконтролируемый дрейф параметров реальной системы, создают предпосылки для использования адаптивных и специальных нелинейных алгоритмов управления. В результате значительно усложняется алгоритм, и затрачиваются большие ресурсы для его реализации. Поэтому предлагается использовать методику, которая основана на синтезе и оптимизации локальных контуров управления, с использованием преднамеренного формирования разнотемповых движений. Сформулированы цель работы и задачи исследования.

Вторая глава посвящена моделированию системы рулевого управления легкового автомобиля, включающей следующие элементы с неконтролируемыми возмущениями: рулевой механизм, нагрузку рулевого механизма (рулевые тяги, поворотные рычаги управляемых колес, шины), эргатический элемент, ЭУР. Для локализации неопределенностей все параметрические возмущения со стороны нагрузки рулевого механизма и двигателя сведены к двум видам: приведенным к рулевому валу моменту нагрузки М„ „р и моменту инерции нагру^к^и якоря двигателя

Электромагнитная часть модели двигателя представлена в виде динамического звена первого порядка, включающего нестационарный коэффициент передачи «напряжение-ток» Кд и электромагнитную постоянную времени цепи якоря гэа- Возмущения в этой части учитываются в виде параметрического дрейфа коэффициента передачи

Человека как элемента с нестационарными параметрами можно формально описать динамическим звеном некоторого порядка, коэффициент передачи которого характеризует меру физического воздействия, а постоянная времени - инерцию двигательной реакции.

С учетом вышесказанного составлены уравнения системы рулевого управления без ЭУР в операторном виде

(1)

- в режиме вращения рулевого колеса (РК) с последующим его отпусканием;

- в режиме вращения РК с последующим его удержанием,

где (рркы» — текущий угол поворота РК; <рзад - заданный угол поворота РК; фрк -фактический угол поворота РК; Мо - момент, прилагаемый человеком к РК; о>рк - фактическая угловая скорость вращения РК; Мс - момент самовозврата колес автомобиля; ? - время; V - скорость движения автомобиля; то — постоянная времени, учитывающая инерцию человека при отработке им заданного угла поворота РК - параметры,

определяющие динамические свойства человека при его взаимодействии с системой рулевого управления.

На основе системы уравнений (1) сформирована упрощенная структурная схема системы рулевого управления, которая представлена на рис. 1.

Рис. 1. Структурная схема системырулевогоуправления

Алгоритм управления электроприводом системы ЭУР в общем описывается следующими уравнениями:

и, =

им

виде

(2)

где Цу — нормированный сигнал управления (коэффициент заполнения ШИМ -сигнала); им — сигнал с выхода преобразователя датчика момента; и„„т -напряжение питания; С/<урл II- сигналы, соответствующие угловой скорости вращения и углу поворота рулевого вала; £ - неопределенность цели управления (субъективные требования к рулевому управлению); ипитзд -напряжение питания электродвигателя.

Процесс взаимодействия человека и системы рулевого управления можно представить с помощью функциональной схемы на рис. 2. При этом можно выделить следующие этапы деятельности человека: восприятие информации; оценка информации, ее анализ и обобщение; принятие решения о повороте РК на заданный угол; исполнение принятого решения посредством поворота РК; контроль за результативностью исполнения принятого решения через органы чувств.

Рис. 2. Функциональная схема взаимодействия человека срулевымуправлением и автомобилем

Итак, результатом третьего этапа является мысленное, но неосозна -ваемое значение заданного угла поворота Входным воздействием является заданный теку -щий угол поворота РК Фрюа», а обратной реакцией - угол поворота РК <ррк, со-

держащего субъективную информацию о величине несоответствия заданному критерию. Разница (<ррк,од - <Ррк) «формирует» корректирующее управляющее воздействие от человека в виде момента Мо в соответствии с четвертым и пятым этапами функционирования системы рулевого управления автомобиля.

Анализ результатов моделирования рулевой системы без ЭУР показал негативное влияние момента нагрузки Мнпр на качественный показатель системы рулевого управления — ошибку позиционирования РК и субъективные ощущения человека

Третья глава посвящена синтезу комплексного алгоритма управления электроприводом ЭУР в условиях параметрических возмущений. В рамках задачи синтеза предлагается декомпозиция комплексного алгоритма управления во временных координатах с использованием преднамеренного разделения движений по темпу переходных процессов в замкнутой системе управления электроприводом.

Согласно процедуре декомпозиции проведено разбиение общей задачи управления на три независимых подзадачи:

- формирования эталонного момента М0э, на РК путем считывания и обработки информации об изменении свойств рулевого управления;

- формирования эталонной (заданной) координаты нижнего уровня — эталонного тока I, для воспроизведения ее электродвигателем с целью компенсации ошибки между эталонным моментом Шоэ, И фактическим М0,

- формирования управляющего сигнала и (напряжения двигателя) для компенсации ошибки между эталонным и фактическим током двигателя

Исходя из перечисленных подзадач, сформированы три контура управления, синтез которых можно вести независимо, используя регуляторы с разнообразной структурой: контур сверхмедленных движений (КСД) со временем переходных процессов 1К(Д, контур медленных движений (ЩД) со временем переходных процессов 1КСД, контур быстрых движений (КБД) со

временем переходных процессов ¿кед. На рис. 3 изображена структурная схема системы ЭУР с разнотемповыми контурами управления.

Рис. 3. Структурная схема системы ЭУР сразнотемповыми

контурамиуправления

В соответствии с построенной структурой алгоритма введены выражения для времени переходных процессов в подсистемах КБД, КМД, КСД

'КСД ^'КМД '&2> (3)

'КСД > 'КМД > 'КБД •

где 0], 02 - степени разделения переходных процессов в подсистемах КБД и КСД относительно подсистемы КМД. Для варианта системы, функционирующей в режиме дискретного управления, используются периоды дискретизации iKБД, г^ад, Тхсд.

Учитывая локальную линеаризацию подсистем НМД и КБД, в качестве технических критериев целесообразно использовать прямые показатели качества переходного процесса по выходной переменной: относительные величины перерегулирования момента и тока относительные

установившиеся ошибки по моменту £кщ=^М!А1оз, ¿Mo ~ Мъ — Мо и току £кбд=Д1/1,, AI = I, —относительные амплитуды пульсаций момента наРК Амо и тока в двигателе

Следуя методике синтеза, рассмотрены структуры алгоритмов управления, представляющие собой вспомогательные дифференциальные уравнения

^ ■+ d ! • м9'1 ■ u(9'1} + и(1) + d0 и = к КЕД • Ы-

(4)

Т" -lin) + -г"-1 ./<"-» +...+ai-T.iV +13 =кшд .ДМ0,

где/л> 0,dj> 0, d0-0 или d0 = 1 VГ> 0, а, > О V i = "бГлЛ. Знак ккБД выбирается в соответствии с условием А'дхд - Кэд > 0, а Кэд = const и

Мяпр= const на интервале времени переходных процессов в подсистемах КБД и КМД соответственно. Второе уравнение в (4) формирует желаемую функцию поведения для эталонного тока двигателя 1„ что предполагает факт устойчивости процессов в подсистеме КБД и достаточно малое время их протекания по отношению ко времени протекания переходных процессов в подсистеме КМД и темпу изменения возмущений/ При выполнении этих условий появляется возможность использовать линейные методики синтеза алгоритмов управления, например модальный метод. С его помощью синтезирована передаточная функция, соответствующая алгоритму управления подсистемы КБД

»WpM-g^i (5)

с коэффициентами '

*эд

А = к

=

¿0 ~Кэд

В

C = P = dl ~(d0 + kКБД'^admiri)

„ \£КБД - ') 1 . f ï

-i ЧКБД*---ЩСКБД l

"simin 1КВД ^ )

ккБД

d0 +кКБД ~КэдО

где d°° - коэффициент при первой степени желаемого характеристического полинома подсистемы КБД; т]кбд — заданная степень устойчивости; Кт1Ю К^д, mai - минимальное, номинальное и максимальное значения коэффициента передачи «напряжение-ток» двигателя; е'кбд — заданная окрестность равновесного режима ошибки воспроизведения тока.

С использованием времени iКМДИ выражения (3), можно сформировать желаемые динамические режимы для подсистем КСД и КБД.

Для реализации алгоритма управления подсистемы КМД используется структура следующего вида

» 1 У I I / I I W I

(б)

ш

Ш0, |Л/01 ^ ^Оэ |

где F(p) - полином в левой части второго уравнения (4). Для нахождения коэффициентов полинома использовалась параметрическая идентификация составленной укрупненной математической модели рулевой системы автомобиля ВАЗ 1117. Для идентификации использовался пакет расширения системы программирования Matlab 6.5 - System Identification Toolbox. В результате идентификации была получена непрерывная передаточная функция

объекта

fCt

, i_ 10,75 • 10 •^W=(P + 78,2)-(p + 270)- (7)

Характеристический полином в числителе (6) выглядит следующим образом

где р0 = 18,2 с - нуль передаточной функции, компенсирующий полюс р,, р1 =2000 с-1 - «быстрый» полюс, который практически не влияет на свойства подсистемы КМД. Для нахождения коэффициента усиления кшп необходимо рассмотреть квазиустановившийся режим в подсистеме КМД Му+Мо » М„ „р,

Т0ГДа , ^ 270-.д -М т

кшд *-г-. (9)

£ШД ■ 10,75 -104-МОз '

где Мн ткп- максимальное значение приведенного момента нагрузки.

Для реализации алгоритмов подсистем КБД и КМД, функционирующих в режиме дискретного управления, получены рекуррентно - разностные уравнения

и«) =с +в -&!'(к) +л'-д/^1)> =а' -/^ч) • м/ф) +м ■ (ю>

' (ь* кбд-С) '

с\ = 1 В1' = кКМД Г^-КлРС • ^+ ТКМД -Р!0) А1- = _ кШД -Г^ ^АРС

В (10) Кдт - коэффициент передачи датчика тока электродвигателя;

- разрядность представления цифровых величин; у} =2-СгКдт-(Клос-КтУ'\ К.4ос - коэффициент передачи АЦП; Кт - коэффициент

передачи преобразователя сигнала датчика момента; Ст — жесткость торсиона; к — дискретное (безразмерное) время. Все переменные в (10) представлены в цифровом коде, имеющем целый беззнаковый тип.

Для спроектированной разнотемповой системы управления электроприводом ЭУР получены основные расчетные соотношения для периодов дискретизации гкэд ^,

(11)

ТКМД

«■в,'*

где полагается, что Дополнительно в работе проведено моделирование

электромеханической системы на предмет исследования влияния параметров дискретизации на основные показатели качества системы управления -установившиеся ошибку и пульсации. В результате выбраны значения периодов дискретизации Гкбд = 40 мкс, гкмд =2000 мкс и разрядность Ь=10 бит. Зависимость основных показателей качества подсистемы КМД от степени разделения дискретных процессов приведена на рис.4.

С использованием программы имитационного моделирования ЗжыНик системы программирова -ния ЫаНаЬ 6.5 исследовалось влияние нестационарных возмуще -ний АК,6 и Мн „ на показатели

\эд " пр

качества в подсистемах КБД и КМД. Результаты показали хорошую робастность исследуемых показате -лей качества (для дискретной системы были заданы: Сщд £ 25 %, £кбд<5 %, Д,„ ¿2 %, Лм <5% ) по отношению к воздействию указанных возмущений.

0«ег»чьр»за«п»ч|>* висчржныь гфосмссое

Рис. 4. Зависимость показателей качества подсистемы КМД от степени разделения дискретных процессов

На рис. 5. приведен график, иллюстрирующий совместное влияние Кэд и Мн ч на установившуюся ошибку воспроизведения момента на РК ¿М^ при Мо, = б Нм, и„и„ =12 В.

Использование в составе системы рулевого управления электропривода ЭУР с алгоритмами управления подсистем КБД и КМД позволяет обеспечить инвариантность величины ошибки позиционирования РК к варьированию нестационарных параметров в рулевой системе, в том числе физиологических характеристик человека. Постоянство ошибки по углу способствует более высокоточному маневрированию автомобиля на месте и в движении.

. В четвертой главе рассматривается

' •"£'' - синтез алгоритма управления,

обеспечивающего заданные субъективные показатели качества в процессе управления автомобилем.

При определении структуры алгоритма управления подсистемы КСД возникает необходимость в

г предварительной классификации режимов функционирования рулевой системы в Рис. 5. Совместное влияние рамках основных оптимизируемых

К^и Мк„рна ошибку АМо,, показателей. Высшим звеном в

выявлении, распознавании и определе -нии границ этих режимом является человек - эксперт. В качестве экспертов обычно привлекают 3-7 водителей, которые выставляют балльные оценки каждому показателю при оценочных испытаниях на автомобиле с эталонным

ЭУР.

Исходным этапом синтеза алгоритма управления подсистемы КСД является разделение субъективного показателя на количественную (выраженной в физических величинах) и субъективную (выраженной в баллах) формы. То есть показатели характеризуются конкретными физическими значениями (Нм) и лингвистическими термами («Низкий», «Средний», «Высокий»), определяемыми экспертами.

Поведение системы рулевого управления автомобиля можно охарактеризовать тремя режимами, рациональный выбор которых предполагает, с точки зрения экспертов, обеспечение соответствующих свойств. Каждый из режимов существует в определенном скоростном диапазоне движения автомобиля и должен удовлетворять следующим субъективным требованиям:

- диапазон малых скоростей, включая 0 км/ч: рулевое управление с ЭУР должно обеспечивать низкое, равномерное усилие на РК и низкую (или отсутствующую вообще) информативность - «парковочный режим»;

- диапазон средних скоростей: усилие на РК и информативность должны возрасти до уровня, соответствующего безопасному и устойчивому управлению - «городской режим»;

- диапазон больших скоростей: усилие на РК и информативность должны возрасти до уровня, эквивалентного характеристикам отключенного ЭУР -«спортивный режим».

Привлекая к экспертной оценке N экспертов, формируется N множеств балльных оценок Х„ = | , (12)

где п- ЦЛ' - номер эксперта; 1 - номер отсчета скорости движения автомобиля;

у - номер оптимизируемого показателя, у- 1,У ; У - общее количество

показателей; г - номер режима функционирования, г = ; К - общее количество режимов функционирования.

Принцип формирования и фиксации балльных показателей например, для момента М,, соответствует структуре, представленной в таблице 1. Аналогичная форма регистрации результатов используется для показателя информативности — коэффициента наклона /с*/ прямой Л/^/(ррк)

(13)

где М1Ь(О) - эталонный момент на РК при <ррк = 0 град; Моч(Рркт<а) - эталонный момент на РК при

' ~ I' л/0,(о) Г>

Результаты экспертной оценки усилия на РК Ы0 (у=1) по термам «Низкое», «Среднее», «Высокое»

Терм, Я Отсчеты Мок. Нм м01 Мог Мок

Номер эксперта, п

Низкое, 1 1 V 11 Ли У 11 "12

N V Н Лм Хга"

Экспертам предлагалось оценить 15 отсчетов момента М0 от 0,6 до 8 Нм (рабочий диапазон датчика момента) и использовать до 6 градаций для балльных оценок каждого терма. Коэффициент к1 оценивался в диапазоне от 0 до 20 % с шагом 1,3 % и также представлен 6 градациями баллов. Максимальное значение балла равно 5. Для оценки данных, полученных экспертами на предмет их адекватного практического использования, рассмотрен метод непараметрической оценки на основе коэффициента ранговой корреляции Спирмена 6 • £ с/^

где dl - разность рангов признаков, к - номер наблюдения, К - число наблюдений. В качестве- признаков используются два ряда - физические значения показателей и их балльные оценки.

Для оценки минимально допустимой связи показателей установлено абсолютное значение коэффициента корреляции Критерий оценки

степени связи выражается неравенством

Кг^ЬоЛ (15)

Методика получения оптимальных значений балльных показателей Хр' для режимов функционирования также включает в себя построение таблиц показателей с распределением их по отсчетам скорости движения У1, результатом которого являются матрицы оценок типа (12), ранжирование отсчетов скоростей и баллов, вычисление коэффициентов корреляций и их анализ в соответствии с критерием (15).

В результате формируются входные и выходные функции принадлежности нечетких переменных на основе нормализованных балльных оценок. База правил представляет собой реализацию логических высказываний по методу Мамдами. После дефаззификации (центроидной) эталонный момент вычисляется на основе выражения

Учитывая динамические свойства автомобиля и темп взаимодействия человека и системы рулевого управления, период дискретизации для подсистемы КСД выбран тксд —0,2 с.

Заключительным этапом в формировании структуры алгоритма управления подсистемы КСД является построение модели, связывающей входные и выходные переменные. В результате формируются функциональные зависимости «вход - выход» Л/а, =ДУ){\ Н-м = 64 дискреты) и к~1 =/(У) (1 % = 26 дискрет), которые приведены на рис. 6.

|<tf ЛТ 1 W л*

a) K^V б) К К.М-Ч

Рис. 6. Модель «вход - выход» для алгоритма управления подсистемы КСД: aJA/o, - f(V) б) k't = f(V)

В пятой главе рассматривается практическая реализация комплексного алгоритма управления электроприводом системы ЭУР, и приводятся экспериментальные характеристики, подтверждающие его эффективность.

Ядром системы управления является алгоритм, реализованный на базе 16 - разрядного цифрового сигнального микроконтроллера dSPIC3OF4Oll производства фирмы Microchip Technology Inc.

Структура алгоритма реализует методику разделения быстрых и медленных движений. Программа управления содержит 3 модуля: модуль инициализации, главный модуль программы, подпрограммы обработки прерываний. Программа написана на кросс-языке высокого уровня С и макроассемблере.

Настройка алгоритма управления подсистемы КСД осуществлялась применительно к условиям автомобиля ВАЗ 1117. Были проведены: субъективная оценка системы рулевого управления с эталонным ЭУР и замер физических значений момента на РК с помощью бортового измерителя параметров -тензометрического руля фирмы Corrsys и адаптера IDA фирмы Bosch Настройка алгоритма управления подсистемы КСД осуществлялась с помощью универсального программного обеспечения ТаЫ СЭМУР собственной разработки

модель б) эксперимент

Рис. 7. Результаты экспериментальных исследований:

а) Переходные процессы вконтуререгулированиятока (подсистеме КБД)

б)Переходные процессы вконтуререгулированиямомента (подсистемеКМД)

На рис. 8 приведены результаты субъективной оценки рулевого управления автомобиля ВАЗ 1117 по 10 - балльной шкале.

1 - Отлично

2-ВАЗ 1117 с ЭУР

3-ВАЗ 1117 без ЭУР

4 - Неудовлетворительно

А -Движение по прямой' В -Движение в повороте С-Объезд непредвид. препятствия D -Движение по неровностям (спереди/сзади)

Рис. 8. Результаты субъективной оценки рулевого управления

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Разработаны математические модели системы рулевого управления автомобиля, позволяющие осуществлять анализ объекта исследования без ЭУР, с ЭУР, а также с учетом эргатической компоненты.

2. Проанализированы в рамках математической модели системы рулевого управления источники неконтролируемых параметрических возмущений, в там числе с учетом влияния эргатической компоненты.

3. Построена структурная модель, описывающая процесс взаимодействия человека и системы рулевого управления.

4. Проведен анализ влияния неконтролируемых возмущений на субъективные ощущения человека и точность позиционирования РК.

5. Разработан алгоритм рационального управления электроприводом постоянного тока системы ЭУР. Синтезированы структуры алгоритмов, обеспечивающие режимы непрерывного и дискретного управления и оптимизированы их параметры.

6. Проанализировано влияние параметров дискретизации и характеристик возмущений на основные показатели качества системы управления электроприводом.

7. Разработан алгоритм выбора рационального управления в системе «электромеханический усилитель руля - человек» с учетом субъективных составляющих критерия качества на основе аппарата нечеткой логики.

8. В практической части диссертации разработаны программное обеспечение, электронный блок управления для реализации комплексного алгоритма управления системы ЭУР и структура настроечно-измерительного комплекса и программное обеспечение процесса синтеза алгоритма управлешм.

9. Данные сравнительного анализа показали хорошую степень соответствия экспериментальных и теоретических данных.

Эффективность предложенных моделей и алгоритмов управления подтверждается результатами внедрения с ожидаемым экономическим эффектом, который с расчетом на одно изделие составляет 1154 р.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Бурковский В.Л., Волокитин В.Н. Высоконадежный способ управления электромеханическим усилителем руля // Электротехнические комплексы и системы управления: Сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 2002. С. 34 -39.

2. Бурковский В.Л., Волокитин В Н., Лавров А.В. Экспертные оценки в системе управления эрготехническим комплексом // Новые технологии в

научных исследованиях, проектировании, управлении, производстве: Тр. регион, науч. - техн. конф. Воронеж, 2003. С. 193 - 194.

3. Бурковский В.Л., Волокитин В.Н., Лавров А.В. Разработка системы управления электроприводом электромеханического усилителя рулевого управления // Электроэнергетика, энергосберегающие технологии: Сб. докладов Всероссийской науч.-техн. конф. Ч. 2. Липецк, 2004. С. 89-92.

4. Бурковский В.Л., Лавров А.В., Волокитин В.Н. Аналитическое конструирование регулятора электропривода на основе аппарата ситуационного управления (на примере электромеханического усилителя руля автомобиля) // Электроэнергетика, энергосберегающие технологии: Сб. докладов Всероссийской науч.-техн конф. Ч. 2. Липецк, 2004. С. 126- 129.

5. Волокитин В.Н., Бурковский В.Л. Интеллектуализация- процесса настройки системы электромеханического усилителя рулевого управления в условиях воздействия нестационарных возмущений и неопределенности параметров нагрузки // Промышленная информатика: Межвуз. сб. науч. тр.; Под ред. В.Л. Бурковского. Воронеж: ВГТУ, 2001.С. 58-63.

6. Волокитин В.Н., Бурковский В.Л., Лавров А.В. Оценка и коррекция свойств рулевого управления легкового автомобиля с электроусилителем руля // Новые технологии в научных исследованиях, проектировании, управлении, производстве: Тр. региональной науч.-техн. конф. Воронеж, 2002.С. 55.

7. Волокитин В.Н., Романов О.П., Ткалич СА Управление электроприводом электромеханического усилителя руля в условиях воздействий нестационарных возмущений // Современные проблемы информатизации в технике и технологиях: Тр. VI Междунар. открытой науч. конф. Воронеж: ВЭПИ, 2001.С. 35.

8. Волокитин В.Н., Кроз А.Г. Синтез цифровых регуляторов системы управления электромеханическим усилителем руля // Современные проблемы информатизации в технике и технологиях: Тр. VI Междунар. открытой науч. конф. Воронеж: ВЭПИ, 2001.С.63- 64.

9. Волокитин В.Н. Управление цифровым электроприводом в условиях стохастической и нечеткой неопределенности параметров мехатронной системы // Энергия - XXI век: Науч. - практ. вестник. Воронеж, 2003. №1(49)С.27-31.

10.Волокитин В.Н., Лавров А.В. Релейный регулятор момента в электромеханическом сервоприводе рулевого управления // Социально-экономическое развитие регионов: реальность и перспективы: Сб. науч. тр. первой Междунар. науч.-практ. конф. Воронеж: ООО «Новый взгляд», 2003. С. 69-70.

11.Волокитин В.Н. Электропривод постоянного тока с косвенной оценкой допустимой температуры силовых переключающих приборов // Энергия - XXI век: Научн. - практ. вестник. Воронеж, 2003. № 2 (50) С. 13-18.

12. Патент RU 27042 U1, 7 В 62 D 5/04 РФ. Блок управления системы электромеханического усилителя рулевого механизма / В.Н. Попов, О.П. Романов, В.Н. Волокитин, А.В. Лавров (РФ). - № 2002121404/20; Заявлено 12.08.2002; Опубл. 10.01.2003. Бюл. № 1.

13. Патент RU 2199752 С2, 7 G 01 Р 3/44 РФ. Устройство для измерения скорости вращения / Г.Д. Ливший, В.И. Васильев, В.Н Волокитин (РФ). -№ 2001100778/28; Заявлено 09.01.2001; Опубл. 27.02.2003. Бюл. № 6.

ЛР №066815 от 25.08.99. Подписано в печать 26.05.04 Формат 60x84/16. Бумага для множительных аппаратов.

Усл. печ. л. 1,0. Тираж 85 экз. Заказ № Воронежский государственный технический университет 394026 Воронеж, Московский просп., 14.

»12285

Введение.

Глава 1 Методы управления электромеханическими системами с эргатической компонентой при воздействии неконтролируемых возмущений.

1.1 Классификация источников неопределенностей в электромеханических системах.

1.2 Алгоритмизация управления электромеханическими системами при воздействии неконтролируемых возмущений.

1.3 Специфика управления электромеханическими системами с эргатическим элементом.

1.4 Цель работы и задачи исследования.

Глава 2 Моделирование динамики рулевой системы автомобиля с учетом влияния эргатической компоненты.

2.1 Синтез математической модели рулевой системы автомобиля с активными источниками параметрических возмущений.

2.1.1 Основные узлы рулевой системы с параметрическими возмущениями.

2.1.2 Формализованное описание системы «человек - рулевой механизм».

2.1.3 Модель рулевой системы с интегрированным усилителем руля на базе электропривода постоянного тока.

2.2 Моделирование системы рулевого управления автомобиля.

2.2.1 Структурная модель взаимодействия человека и системы рулевого управления.

2.2.2 Анализ влияния параметрических возмущений на показатели качества в рулевой системе.

Выводы.

Глава 3 Комплексный алгоритм рационального управления электроприводом усилителя руля в условиях параметрических возмущений.

3.1 Декомпозиция комплексного алгоритма управления системы «электромеханический усилитель руля - человек» во временных координатах.

3.2 Технические составляющие комплекса критериев качества управления.

3.3 Синтез алгоритмов рационального управления электроприводом постоянного тока.

3.3.1 Структура алгоритмов непрерывного управления.

3.3.2 Оптимизация параметров контура быстрых движений.

3.3.3 Оптимизация параметров контура медленных движений.

3.3.4 Структура алгоритмов дискретного управления.

3.3.5 Моделирование режимов непрерывного и дискретного управления при воздействии параметрических возмущений.

Выводы.

Глава 4 Алгоритм рационального управления в системе электромеханический усилитель руля - человек».

4.1 Субъективные требования, предъявляемые к рулевой системе

4.2 Классификация режимов функционирования рулевой системы автомобиля.

4.3 Оптимизация параметров рулевой системы и структура алгоритма управления.

4.4 Моделирование процессов управления в рулевой системе автомобиля.

Выводы.

Глава 5 Практическая реализации комплексного алгоритма управления электромеханическим усилителем руля на базе электропривода постоянного тока.

5.1 Программно - аппаратная реализация комплексного алгоритма управления на базе микропроцессорной системы.

5.2 Сравнительный анализ результатов моделирования и натурных экспериментов.

Актуальность темы

В настоящее время в мировой автомобильной промышленности наблюдается повышенная тенденция к установке в автомобилях электромеханических систем различного назначения. Среди многообразия таких систем наибольшее распространение получили АБС электромеханический тормоз, климат - контроль, стартер - генератор, системы регулировки положения зеркал, сидений, стекол и т.д. Инновационной политикой последних лет в автомобилестроении предусмотрено оснащение рулевых систем легковых автомобилей электромеханическими усилителями руля (ЭУР). Основной частью системы ЭУР является электропривод, использующий в качестве исполнительного двигателя преимущественно машину постоянного тока.

К системе ЭУР предъявляются очень жесткие требования по безопасности, комфортности и надежности функционирования. Не последнее место в комплексе общих требований, предъявляемых к ЭУР, занимают показатели качества системы управления, которые являются базисными для формирования общей цели управления, структуры алгоритма и оптимизации его параметров.

Поскольку ЭУР в качестве активного компонента включает эргатический элемент, то к таким системам предъявляются повышенные технические и субъективные требования. Обеспечение оптимального управления системы ЭУР подразумевает синтез таких алгоритмических средств, которые бы давали возможность достижения заданных технических и субъективных показателей качества управления в условиях активного воздействия неконтролируемых возмущений. Основными источниками таких возмущений являются рулевой механизм, электропривод и человек. При этом наиболее существенной составляющей здесь являются нестационарные параметрические возмущения и возмущения, вызванные неопределенностью требований, предъявляемых человеком к системе рулевого управления.

Таким образом, наличие в рамках рулевой системы автомобиля значительного числа трудноформализуемых процессов, обусловленных присутствием в качестве активной компоненты эргатического элемента, определяет актуальность задачи создания соответствующих средств оптимального управления электроприводом системы ЭУР.

Тема диссертации соответствует одному из основных научных направлений Воронежского государственного технического университета «Вычислительные системы и программно - аппаратные электротехнические комплексы» ГБ 44.29/02.

Целью работы является разработка комплексного алгоритма, реализующего режимы непрерывного и дискретного управления электроприводом постоянного тока в рамках системы «электромеханический усилитель руля - человек» в условиях активного воздействия неконтролируемых параметрических возмущений на основе моделей, учитывающих неопределенности требований, предъявляемых к свойствам рулевого управления.

В соответствии с данной целью в работе поставлены и решены следующие задачи:

1.Построения обобщенной математической модели системы рулевого управления с ЭУР, учитывающей активное влияние эргатического элемента.

2.Анализа типов неконтролируемых возмущений в рулевой системе автомобиля и их локализация в рамках объекта управления.

3. Построения структурной модели взаимодействия человека и рулевого управления, а также формализованного описания системы «человек - рулевой механизм».

4.Формирования комплекса критериев качества, включающих формальное описание технических и субъективных требований, предъявляемых к системе управления ЭУР.

5.Синтеза алгоритма, реализующего режимы рационального непрерывного и дискретного управления электроприводом постоянного тока системы ЭУР, обеспечивающего заданные значения количественных показателей качества управления.

6. Синтеза алгоритма рационального управления системы «электромеханический усилитель руля - человек», обеспечивающего заданные субъективные показатели качества.

Методы исследования

В работе использованы методы теории электропривода, теории автоматического управления, системного анализа, математического моделирования, аппарата нечеткой логики, инженерной психологии.

Научная новизна

В работе получены следующие результаты, отличающиеся научной новизной:

- математические модели рулевого управления, в том числе с ЭУР на базе электропривода постоянного тока, отличающиеся учетом источников приведенных к выходу объекта управления неконтролируемых параметрических возмущений; структурная модель электромеханического комплекса, обеспечивающего воспроизведение процесса взаимодействия человека и системы рулевого управления с ЭУР;

- формализованное описание электромеханической системы «человек -рулевой механизм», отличающееся возможностью адекватного отражения динамических свойств человека в процессе управления автомобилем;

- структура комплексного алгоритма управления электроприводом системы ЭУР, который отличается от известных обеспечением заданных требований комфорта и безопасности при управлении автомобилем;

- алгоритм, обеспечивающий режимы непрерывного и дискретного управления электроприводом ЭУР, отличающийся свойством инвариантности по отношению к неконтролируемым возмущениям со стороны системы рулевого управления и электродвигателя;

- алгоритм управления в рамках системы ЭУР, дающий возможность достижения заданных субъективных показателей качества управления с учетом неопределенности предъявляемых к нему требований.

Практическая значимость работы

Практическую ценность диссертационной работы составляют:

- программно - аппаратная реализация комплексного алгоритма в электронном блоке управления ЭУР, спроектированного на базе 16 -разрядного цифрового сигнального контроллера;

- программное обеспечение и настроечно - измерительный комплекс для синтеза алгоритма оптимального управления системы ЭУР, обеспечивающего заданные субъективные показатели качества управления.

Практические результаты работы составляют основу программно -аппаратных средств, обеспечивающих в процессе проектирования системы рулевого управления с электромеханическим усилителем руля высокие показатели надежности, безопасности, комфорта.

Реализация результатов работы

Полученные теоретические и экспериментальные результаты диссертационной работы использованы при выполнении НИОКР «Разработка комплекса агрегатов и систем в целом электромеханических усилителей рулевого управления для перспективных моделей легковых автомобилей семейства ВАЗ» в ФНПЦ ЗАО НПК(о) «Энергия» совместно с АО «АВТОВАЗ» в 2000 -2003 гг.

В 2003 г. ФНПЦ ЗАО НПК(о) «Энергия» получен сертификат на изделие ЭУР с целью его установки в рулевое управление легковых автомобилей ВАЗ 21213, ВАЗ 2131, ВАЗ 2110.

Ожидаемый экономический эффект при серийных поставках изделия ЭУР на АО «АВТОВАЗ» в расчете на одно изделие составляет 1154 р.

Апробация результатов работы

Основные положения диссертационной работы докладывались на VI Международной открытой научной конференции «Современные проблемы информатизации в технике и технологиях» (Воронеж,2001); на Международной научно - практической конференции молодых ученых и специалистов «Социально - экономическое развитие регионов: реальность и перспективы» (Воронеж, 2003); на региональной научно - технической конференции (Воронеж, 2003); на конференциях профессорско - преподавательского состава и аспирантов ВГТУ (2001 - 2003), а также на научных семинарах кафедры автоматики и информатики в технических системах (2001 - 2004).

Публикации

Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 11 печатных работах и защищены 2 патентами РФ. В работах, опубликованных в соавторстве и приведенных в конце автореферата, лично соискателем предложено: в [8,12] - структурная схема комплексного алгоритма управления электроприводом ЭУР; в [5,6] - анализ влияния неконтролируемых возмущений на субъективные показатели качества; в [2,4,5] - методика синтеза, обеспечивающая заданные субъективные показатели качества; в [3,7] -система управления электроприводом ЭУР при неполной информации о возмущениях; в [10] - релейное управление электроприводом ЭУР; в [1] -алгоритм, учитывающий допустимую температуру силовых транзисторов; в [13] - схемотехническое построение узла системы управления ЭУР.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и 8 приложений. Работа содержит 135 страниц основного текста, 43 рисунка, 8 таблиц. Список литературы включает 102 наименования.

Основные результаты работы получили практическое внедрение в рамках серийного производства электромеханического усилителя руля на предприятии ФНПЦ ЗАО НПК(о) «Энергия» г. Воронеж. Ожидаемый экономический эффект с расчетом на одно изделие составляет 1154 р.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенных теоретических и экспериментальных исследований в работе получены следующие основные результаты

1. Разработаны математические модели системы рулевого управления автомобиля, позволяющие осуществлять анализ объекта исследования без ЭУР, с ЭУР, а также с учетом эргатической компоненты.

2. Проанализированы в рамках математической модели рулевого управления источники неконтролируемых параметрических возмущений, в том числе с учетом влияния эргатической компоненты.

3. Построена структурная модель, описывающая процесс взаимодействия человека и рулевого управления, а также динамическая модель, включающая элементы, которые воспроизводят психо -физиологические особенности человека при задании им входного воздействия в виде заданного угла поворота РК и момента на РК.

4. Проведен анализ влияния неконтролируемых возмущений на субъективные ощущения человека и точность позиционирования РК.

5. Разработан алгоритм рационального управления электроприводом постоянного тока системы ЭУР. Синтезированы структуры алгоритмов, обеспечивающих режимы непрерывного и дискретного управления. Осуществлена параметрическая оптимизация алгоритмов управления с введением большого коэффициента усиления и использованием модального метода синтеза.

6. Проанализировано влияние параметров дискретизации и характеристик возмущений на основные показатели качества системы управления электроприводом.

7. Разработан алгоритм выбора рационального управления в системе «электромеханический усилитель руля - человек» с учетом субъективных составляющих критерия качества на основе аппарата нечеткой логики.

8. В практической части диссертации разработаны: программное обеспечение и электронный блок управления для реализации комплексного алгоритма управления электроприводом системы ЭУР; структура настроечно - измерительного комплекса и программное обеспечение для синтеза и оптимизации алгоритма управления в системе «электромеханический усилитель руля - человек».

9. Проведены натурные эксперименты для проверки достоверности теоретических положений, положенных в основу математической модели. Результаты сравнительного анализа показали хорошую степень соответствия экспериментальных и теоретических данных.

1. Альбрехт Э.Г. Оптимальное быстродействие в линейных регулярно -возмущенных системах // Известия УрГУ. 1998. № 10. - С. 5 - 12.

2. Асмыкович И.К. Модальное управление в многосвязных системах с запаздыванием при неполной информации // Автоматика и телемеханика. 1987. -№ 3. С.11-17.

3. Беллман Р., Заде Л. Принятие решений в расплывчатых условиях // Вопросы анализа и процедуры принятия решений: Сб. М.: Мир, 1976. С. 172 -215.

4. Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического регулирования. М.: Наука, 1975. - 768 с.

5. Бесекерский В.А. Цифровые автоматические системы. М.: Наука, 1976. - 576 с.

6. Бойчук Л.М. Обратный метод структурного синтеза систем автоматического управления нелинейными объектами // Автоматика. Киев: Наукова Думка, 1966. - № 6. - С.7-10.

7. Борисов Г.Б., Цирлин A.M., Полянский В.П. Об одном подходе к регулированию объектов с переменной нагрузкой // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика, 2002. №2. - С. 13-15.

8. Борцов Ю.А., Поляков Н.Д., Путов В.В. Электромеханические системы с адаптивным и модальным управлением. М.: Энергоатомиздат, 1984.-216 с.

9. Биомеханика систем "человек — машина": Сб. ст./ Под ред. К. В. Фролова. М.: Наука, 1981.-119с.

10. Васильева А.Б., Бутузов В.Ф. Асимптотические методы в теории сингулярных возмущений. -М.: Высшая школа, 1990. 208 с.

11. Воевода А.А. Синтез дискретных ПИД регуляторов методом разделения движений // Автоматика. 1992. - № 4. - С.68 - 73.

12. Волокитин В.Н., Кроз А.Г. Синтез цифровых регуляторов системы управления электромеханическим усилителем руля // Современные проблемы информатизации в технике и технологиях: Тр. VI Междунар. открытой науч. конф. Воронеж: ВЭПИ, 2001. - С.63 - 64.

13. Волокитин В.Н. Управление цифровым электроприводом в условиях стохастической и нечеткой неопределенности параметров мехатронной системы // Энергия XXI век: Науч. - практ. вестник. Воронеж, 2003. - № 1 (49)- С. 27-31.

14. Волокитин В.Н., Лавров А.В. Релейный регулятор момента в электромеханическом сервоприводе рулевого управления И Социально -экономическое развитие регионов: реальность и перспективы: Междунар. сб. Воронеж, 2003. С. 69 - 70.

15. Волокитин В.Н. Электропривод постоянного тока с косвенной оценкой допустимой температуры силовых переключающих приборов // Энергия XXI век: Научно - практический вестник. Воронеж, 2003. - № 2 (50) - С.13 - 18.

16. Воропаева Н.В. Расщепление задач оптимального управления для разнотемповых дискретных систем. Самара.: СамГУ, sochl33.pdf. - 1 с.

17. Востриков А.С. Управление динамическими объектами: Учеб. пособие. Новосибирск: Новосиб. электротехн. ин-т., 1979. 112 с.

18. Востриков А.С. Теория автоматического управления. Принцип локализации: Учеб. пособие. Новосибирск: Новосиб. электротехн. ин-т., 1988.-79 с.

19. Дискретные системы автоматического управления на основе принципа локализации: Учеб. пособие / Востриков А.С., Воевода А.А., Мучкин B.C., Клевакин В.Н. Новосибирск: Новосиб. электротехн. ин-т., 1990.-74 с.

20. Вукобратович М., Стокич Д., Кирчански Н. Неадаптивное и адаптивное управление манипуляционными роботами: Пер. с англ. М.: Мир, 1989.-376 с.

21. Гаврилов Э. В. Эргономика на автомобильном транспорте. Киев.: Технша, 1976. - 152 с.

22. Галиуллин А.С. Обратные задачи динамики. М.: Наука, 1981. -144 с.

23. Гайцгори В.Г. Управление системами с быстрыми и медленными движениями. М.: Наука, 1991. - 224 с.

24. Геращенко Е.И., Геращенко С.М. Метод разделения движений и оптимизация нелинейных систем. М.: Наука, 1975. - 296 с.

25. Гриф М.Г., Дубровских А.В., Цой Е.Б. Методы и средства проектирования эрготехнических систем на основе нечеткого и вероятностного моделирования / http://www.inftech.webservis.ru.

26. Деревицкий Д.П., Фрадков A.JI. Прикладная теория дискретных адаптивных систем управления. М.: Наука, 1981. - 216 с.

27. Дьяконов В., Круглов В. Математические пакеты расширения MATLAB: Спец. справочник. СПб.: Питер, 2001. - 480 с.

28. Жирабок А.Н. Нечеткие множества и их использование для принятия решений // Соровский образовательный журнал. -2001. Т.7. - №2. -С. 109-115. .

29. Заде JI. Понятие лингвистической переменной и его применение к принятию приближенных решений. Пер. с англ. / Под ред. Н.Н. Моисеева, С А. Орловского. -М.: Мир, 1976. 165 с.

30. Згуровский М.З., Романенко В.Д. Системы фильтрации и управления с разделяющимися разнотемповыми движениями. Киев: Наукова Думка, 1998. - 375 с.

31. Изерман Р. Цифровые системы управления. Пер. с англ. М.: Мир, 1984.-541 с.

32. Инженерная психология в применении к проектированию оборудования: Пер. с англ. / Под ред. Б.Ф. Ломова, В.И. Петрова. М.: Машиностроение, 1971. -488 с.

33. Каган В.Г. Электроприводы с предельным быстродействием для систем воспроизведения движений. М.: Энергия, 1975. - 240 с.

34. Ключев В.И., Терехов В.М. Электропривод и автоматизация общепромышленных механизмов: Учебник для вузов. М.: Энергия, 1980. -360 с.

35. Коган М.М., Неймарк Ю.И. Адаптивное локально оптимальное управление // Автоматика и телемеханика. 1987. -№ 8. - С. 126-136.

36. Колесников А.А. Последовательная оптимизация нелинейных агрегированных систем управления. М.: Энергоатомиздат, 1987. - 160 с.

37. Коренев Г. В. Введение в механику человека. М.: Наука, 1977.264 с.

38. Кофман А. Введение в теорию нечетких множеств: Пер. с фр. / Под ред. С.И. Травкина. М.: Радио и связь, 1982. - 432 с.

39. Крутько П.Д. Обратные задачи динамики управляемых систем: Нелинейные модели. М.: Наука, 1988. - 328 с.

40. Крушель Е.Г., Степанченко О.В. Математическое моделирование разнотемповых дискретных систем управления. Камышин. Камышинский технологический институт ВолгТУ, helen@kit.ru. 4 с.

41. Кузовков Н.Т. Модальное управление и наблюдающие устройства. М.: Машиностроение, 1976. - 184 с.

42. Кулюткин Ю. Н. Эвристические методы в структуре решений. М.: Педагогика, 1970. - 231 с.

43. Куприянов В.Е., Никандров А.А. Параметрическая оптимизация динамических регуляторов алгоритмическим методом / http:// www.spbstu.ru.

44. Ломов Б. Ф. Человек и техника. Очерки инженерной психологии. -М.: Сов. Радио, 1966. 465 с.

45. MATLAB. Имитационное моделирование в среде Windows: Практ. пособие. СПб.: КОРОНА принт, 1999. - 288 с.

46. Мееров М.В. Синтез структур систем автоматического регулирования высокой точности. М.: Гос. изд.-во физ.- мат. лит., 1959. -284 с.

47. Мейстер Д., Рабидо Дж. Инженерно-психологическая оценка при разработке систем управления. Пер. с англ. / Под ред. В.Д. Небылицина, В.И. Николаева. -М.: Сов. Радио, 1970. 343 с.

48. Мелихов А.Н., Баронец В.М. Проектирование микропроцессорных средств обработки нечеткой информации. Ростов-н/Д: Изд во Рост, ун - та, 1990. -125 с.

49. Менский Б.М. Принцип инвариантности в автоматическом регулировании и управлении. М.: Машиностроение, 1972. - 248 с.

50. Методы анализа, синтеза и оптимизации нестационарных систем автоматического управления: Учеб. пособие / Под ред. Н.Д. Егупова.-М.: Изд -во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 1999. 684 с.

51. Методы робастного, нейро нечеткого и адаптивного управления / Под ред. Н.Д. Егупова. М.: Изд - во МГТУ им. Баумана, 2001. -744 с.

52. Мирошкин И.В., Никифоров В.О., Фрадков A.JL Нелинейное и адаптивное управление сложными динамическими системами. СПб.: Наука, 2000. - 549 с.

53. Моделирование и микропроцессорное управление электроприводом предельного быстродействия (на примере электромеханического усилителя рулевого управления): Автореф. дис. . канд. техн. наук, О.Ю. Таратынов / Воронеж, 2001 .- 16 с.

54. Монмолен М. Д. Системы "человек—машина": Пер. с фр. / Под ред. Д.А. Ошанина. М.: Мир, 1973. -256 с.

55. Мучкин В. С. Расчет структур дискретного управления на основе принципа локализации // Автоматическое управление объектами с переменными характеристиками. Новосибирск: Новосиб. электротехн. ин-т, 1989-С.94-98.

56. Острем К., Виттенмарк Б. Системы управления с ЭВМ: Пер. с англ. М.: Мир, 1987. - 480 с.

57. Познавательные процессы: ощущения, восприятия : Сб. ст. / Под ред. А. В. Запорожца, Б. Ф. Ломова, В. П. Зинченко. М.: Педагогика, 1982. -336 с.

58. Построение экспертных систем: Пер. с англ. / Под ред. Ф. Хейеса -Рота, Д. Уотермана, Д. Лената. М.: Мир, 1987. - 441 с.

59. Потемкин В.Г. Система инженерных и научных расчетов MATLAB 5.x. Т. 1,2. М.: ДИАЛОГ - МИФИ, 1999. - 304 с.

60. Проблемы принятия решения : Сб. ст. / Под ред. П. К. Анохина, В. Ф. Рубахина. М.: Наука, 1976. - 319 с.

61. Патент RU 27042 U1, 7 В 62 D 5/04 РФ. Блок управления системы электромеханического усилителя рулевого механизма / В.Н. Попов,

62. О.П. Романов, В.Н. Волокитин, А.В. Лавров (РФ). № 2002121404/20; Заявлено 12.08.2002; Опубл. 10.01.2003. Бюл. № 1.

63. Соколов Н.И. Аналитический метод синтеза линеаризованных систем автоматического регулирования. М.: Машиностроение, 1966. - 328 с.

64. Солодовников В.В., Шрамко Л.С. Расчет и проектирование аналитических самонастраивающихся систем с эталонной моделью. М.: Машиностроение, 1972. - 270 с.

65. Справочник по теории автоматического управления / Под ред. А.А. Красовского. М.: Наука, 1987. 712 с.

66. Справочное пособие по ТАУ / Под ред. Е.А. Санковского. М.: Высш. шк., 1973. - 584 с.

67. Сарычев С.П. К синтезу систем с астатическим законом управления по вектору скорости // Автоматизация производственных процессов. Новосибирск: Новосиб. электр. ин-т, 1978. С. 109-116.

68. Синтез систем управления в условиях неполной информации / http://avt.cs.nstu.ru/~vurkev.

69. Теория автоматического управления: Нелинейные системы, управления при случайных воздействиях: Учебник для вузов / Под ред. А.В. Нетушила. М.: Высшая школа, 1983. - 432 с.

70. Теория систем с переменной структурой / Под ред. С.В. Емельянова. -М.: Наука, 1970.-592 с.

71. Уланов Г.М. Динамическая точность и компенсация возмущений в системах автоматического управления. М.: Машиностроение, 1970. - 260 с.

72. Уткин В.И. Скользящие режимы в задачах оптимизации и управления. -М.: Наука, 1981. 368 с.

73. Уткин В.И., Востриков А.С. К синтезу алгоритмов управления многосвязными объектами на основе принципа локализации // Исследования по теории многосвязных систем. -М.: Наука, 1982. С.36 - 41.

74. Уткин В.И. Скользящие режимы и их применение в системах с переменной структурой. М.: Наука, 1974. - 272 с.

75. Фельдбаум А.А. Основы теории оптимальных автоматических систем. М.: Наука, 1966. - 552 с.

76. Фильтрация и стохастическое управление в динамических системах / Под ред. Н.Т. Леондеса. М.: Мир, 1980. - 408 с.

77. Фомин В.Н. Методы управления линейными дискретными объектами. Л.: Изд-во ЛГУ, 1985. - 336 с.

78. Фрадков А.Л. Адаптивное управление в сложных системах: беспоисковые методы. -М.: Наука, 1990. 296 с.

79. Фрадков А.Л. Разделение движений в адаптивных системах. М.: Наука, 1985.-480 с.

80. Французова Г.А. Синтез систем управления многосвязными объектами с неполной информацией // Информация, системы и моделирование: Сб. тр. Новосибирск: Новосиб. электротехн. ин-т, 1982. -С. 25-32.

81. Цыпкин Я.З. Основы теории автоматических систем. М.: Наука, 1977. - 560 с.

82. Чабаненко П.П. Построение модели лингвистической переменной на вероятностно лингвистической основе. Рига: Рижский политехи, ин-т, 1979, С. 76 - 80.

83. Эйкпофф П. Современные методы идентификации систем. М.: Машиностроение, 1983. - 400 с.

84. Юркевич В.Д., Французова Г.А., Востриков А.С. Об условиях организации инвариантных движений в линейных многосвязных системах // Управление при неполной информации: Межвуз. сб. Новосибирск: Новосиб. электротехн. ин т, 1984. - С. 103 - 106.

85. Юркевич В.Д. Обеспечение реализуемости заданных движений на выходе динамического объекта //Проблемы комплексной автоматизации, секция 1: Тр. 4 Междунар. науч.- техн. конф.: Киев, 1990. - С. 102 - 106.

86. Юркевич В.Д. Синтез нелинейных нестационарных систем управления с разнотемповыми процессами. СПб.: Наука, 2000. - 288 с.

87. Anthony J. Champagne. Correlation of Electric Power Steering Vibration to Subjective Ratings // SAE technical paper series. Detroit, Michigan. № 6-9, 2000.

88. Патент ЕР 1 228 941 A2 European Patent Office. A user configurable steering control for steer - by - wire systems / Byers, Michael D., Murray, Brian Т., Amberkar, Sanset Suresh. Заявлено 08.01.2002. Опубл. 07.08.2002. Бюл. № 2002/32.

89. Патент US 6,445,151, В1 USA. Controller for motor driven power steering mechanism / Jiro Nakano, Okazaki, Ichiro Nagashima, Nagoya. Заявлено 03.31.2000. Опубл. 3.09.2002.

90. Патент US 2002/0116105 A1 USA. Controller for motor power steering system / Hui Chen, Snuji Endo. Заявлено 05.14.2001. Опубл. 22.08.2002.

91. Simulink. Model Based and system - Based Design // www.mathworks.com.

92. Патент US 2003/0014169 A1 USA. Steer by - wire drive control system with operating element home position updating function / Hironori Kato, Yoshio Sanpei, Noriyuki Fukushima. Заявлено 07.09.2002. Опубл. 16.01.2003.

93. Патент US 2002/0084137 A1 USA System for controlling electric power steering / Yoshinori Kogiso, Hisazumi Ishikawa. Заявлено 12.27.2001. Опубл. 4.07.2002.

94. Utkin V.I. Sliding mode control in discrete time and difference systems // Variable Structure ands Lyapunov Control / Ed/ by A. S. Zinober. - Springer. -Verlag. - 1994.

95. Takayuki K., Shunichi W. An Electric power steering system // Technical reports. Mitsubishi Electric Advance. № 3. 1997. P. 20-23.

96. Yuji К., Goro H., Shoro S., Yasuhiko M. Electric power steering (EPS) // Motion & Control. № 6. 1999. P. 9 15.

97. Column type electric power steering with titl mechanism // Motion & Control. № 11. 2001. P. 39 - 40.

98. E STEER™ electric power steering // www.delphi.com.

99. Математическая модель рулевой системы1. Рулевая система с ЭУР

100. Формирователь эталонного момента на РК1. Algorihm Target lmlm

101. Непрерывный алгоритм формирования эталонного тока и сигнала управления

102. Дискретный алгоритм формирования эталонного тока и сигнала управления

103. Kadc Zero-Order Quantizer Saturation1. Hold

104. Аналого -цифровой преобразователь

105. Рулевая система с торсионом и динамической моделью формирования моментанаРК1. N Ь, 1t W 0 .OOlOOs^O .07752+0,48s*11. Transfer Fen

106. Динамическое звено, имитирующее запаздывание входного воздействия на РК149