EPS控制（精选10篇）
EPS控制 篇1
近年来,EPS板被广泛应用于工程,特别是在东北寒冷地区,收到了很好的效果,现在讲主要施工质量控制方法,归纳如下:
1 墙体基层质量控制
EPS板粘贴前应检查基层是否坚实平整,垂直、平整度控制在4MM以内为宜,并应进行基层处理,达到基层表面清洁、无油污,脱模剂等防碍粘贴的附着物。凸起物、空鼓和疏松部位剔除并找平,找平层与墙体粘结牢固,不得有脱层、空鼓、裂缝面层,不得有粉化起皮爆灰等现象,并经验收合格。
2 材料的质量控制
进场胶黏剂、EPS板、网格布等均应有出厂合格证和性能检验报告,且按相应标准规定要求进行见证送检,合格后方可使用。
3 施工过程的质量控制要点
3.1 EPS板的粘贴。
贴EPS板前应先挂好垂直线、水平线。EPS板自下而上粘贴,应保证贴后的EPS板面不受淋雨、不污染、不损坏。上下两层应错缝粘贴,错缝长度不宜小于1/3板长,阴、阳角处咬茬搭接。在EPS板上打粘板胶浆点,边缘点距板边25mm为宜,胶浆点直径60mm左右,厚度为10mm,点中心距为150mm~200mm。打胶后,应立即粘贴,粘贴时用双手对称托住板的对角端,缓慢地将板平贴靠在墙面上,通过双手对称的揉动,均匀的挤压,使板面平整对缝紧密。揉压板面时,不得用力过猛,造成板的一端翘起,一端凹陷不平整,遇到不平整、不牢固时,应立即取下重贴。经压实厚度至3mm与墙体粘贴面积不底于EPS面积的30%。门窗洞口、勒脚、变形缝、女儿墙等粘EPS尽端,在EPS板对应部位满打粘板胶浆。带宽60mm左右,厚度10mm,再在EPS板余下部分打砂浆点。经压实厚度至3mm时与墙体粘贴面积不低于EPS板的50%。
粘贴EPS板时应注意:EPS板的接缝应紧密、平整。门窗口板的端部须翻包。随时用2米靠尺检查板面平整。
切割板时,应保证切口边缘平直整齐,切割的板应放在板的中间。门窗洞口角部应用整板切割成L形粘贴,不得拼接板间接缝距四角的距离不应小于200 mm.遇到有突出管线、预埋件时,应整板套割,不得用非整板拼凑。
3.2 塞缝、打磨。
EPS板粘贴24小时后,对EPS板表面高差大于1.5 mm、平整大于4 mm的不平整处用挫子磨平,打磨时散落的EPS板屑应清理干净。打磨的同时应进一步检查板粘结的是否牢固板面平整和阴阳角垂直等项目。对下料尺寸偏差或切割等原因造成的大于2mm的板缝,应用EPS板裁成合适的小片塞实磨平或现场聚氨酯发泡填缝磨平,直至阴阳角应按线打磨至方正顺直。
3.3 网格布的粘贴。
抹第一遍胶浆时,应保持EPS板面干燥,清除板面的杂物。所抹面积略大于网格布的长和宽。1.6~2 mm厚的底面胶浆抹完,将预先裁好的网格布弯曲面朝向墙面,延水平方向抻紧、抻平,立即用抹子自中央向四周将网格布压入湿的抹面胶浆中,将布赶紧、压平,使胶浆盖住网格布。网格布应连续铺设,铺设须断开时,应保证搭接长度不小于100mm,裁剪时应尽量按线进行。
铺设翻包网格布时,将翻包部位板的端面100 mm范围内的板均匀抹一道约2mm厚的胶浆,将甩出部分的网格布沿端面翻转,立即用抹子将其压入的胶浆内,压至无网格布外露。外墙阳角两侧200mm范围内不得搭接,并应增设一道网。可采用转角双向互相包绕过角200mm的做法,也可采用转角先铺一道每边大于200 mm的护角网的做法。
门窗洞口四角沿45°角方向应增设一道长300mm、宽200mm的加强网,洞口内侧增设一道长每边200mm与洞口等宽的加强网,后。加强网贴在最外侧。
3.4 面层抹灰:
网格布粘贴完4小时后才能进行面层抹灰,层抹完后,应表面光滑、洁净、接茬平整。成活厚度一布二浆为2.5~5mm,二布三浆为5~7 mm。
面层施工后4小时内不能被雨淋,保护层终凝后及时喷水养护,昼夜平均气温高于15℃时,不得少于48小时,低于15℃时,不得少于72小时。
3.5 滴水线。
在面层抹灰完成后,在门窗上面以及装饰线的下面,距外面15mm,用半圆凹形抹子做出宽15mm高15mm的滴水线,滴水线要连续设置,不得间断。
4 质量要求
4.1 板与结构墙面必须粘接牢固,无松动现象,保温墙表面平整,无起皮、起皱及裂缝现象。
4.2 门窗口等板的端部应进行翻包,翻包压入不小于65mm。网格布搭接不小于100mm,外墙角两侧增设不小于200 mm的加强网。门窗洞口角部,里侧每边大于200 mm同门窗口宽度的加强网,四角沿45°角方向设长300mm宽200 mm的加强网
4.3 铺设网格布时,严禁出现松弛不紧、倾斜、错位等现象,网格布不应有空鼓、褶皱、翘曲等现象。面层抹完后,严禁出现网格布外漏、显影,并不得有明显抹痕、接茬等痕迹。
4.4 粘贴网格布时,每层网格布与网格布之间必须涂抹胶浆。
4.5 网格布粘贴完4小时后才能进行面层抹灰,面层施工后4小时内不能被雨淋,保护层终凝后及时喷水养护,昼夜平均气温高于15℃时,不得少于48小时,低于15℃时,不得少于72小时。养护期间应保证墙面潮湿,严禁撞击、震动。
5 质量标准及检查方法(见表1)
摘要：从材料进场,到施工全过程到及质量验收标准、检查方法进行详细阐述EPS板施工的质量控制标准及检验方法。
关键词：EPS板,质量控制,错缝粘贴,咬茬搭接,套割,塞缝打磨
EPS外保温质量问题浅谈 篇2
关键词：外保温；质量因素、控制措施。
为了贯彻国家节约能源的政策，现行民用建筑节能标准要求寒冷地区居住建筑都要采取节能设计，黑龙江省普遍采用的是外墙外保温EPS技术，外墙EPS外保温技术是一项成熟的建筑墙体节能技术，由于影响其质量的因素很多，因此质量控制难度很大。导致外墙EPS外保温墙面开裂的原因主要有两个方面:一是材料选择不当，未选用优质材料;二是对施工人员培训和施工过程质量控制不严，未能严格按操作规程执行。为了保证外墙EPS外保温的施工质量，必须针对以上两个方面采取行之有效的改进措施。
1、材料的质量控制
外墙EPS外保温工程所需主要材料有聚苯板、聚合物胶粘剂、抹面胶桨、耐碱玻璃纤维网格布、面层涂料，这些材料对EPS外保温工程质量都有重大影响。
1）聚苯板
聚苯板是指可发性阻燃型聚苯乙烯泡沫板，它是决定外墙EPS外保温墙体保温效果的最关键的材料。聚苯板的厚度是根据国家现行居住建筑节能设计标
准规定的当地墙体传热系数指标、外墙种类和厚度经热工计算确定的。聚苯板必须在常温下存放42d或在600℃蒸汽养护条件下养护5d以上才能完成干缩过程，确保尺寸稳定。如果未按要求存放便使用，聚苯板内水分和气体的挥发会使聚苯板收缩，从而导致两块聚苯板拼接处开裂。
EPS板是决定外墙保温效果的关键材料，其厚度按设计要求选用。如果自然陈化或燕汽养护时间不够就使用，则EPS板内水分和气体的挥发会使EPS板收缩，从而导致板的拼接处开裂，表观密度下降，强度降低。因此，施工单位应尽早定购EPS板，让它有足够的存放时间，如急需上墙，必须采取蒸汽养护措施。否则，隐患必然存在。
2）聚合物胶粘剂
聚合物胶粘剂是用于将EPS板粘接到基层墙体上的材料，有两种类型：
(1)双组分胶粘剂：由工厂生产的液状胶粘剂，在施工现场按一定比例加人水泥，经搅拌均匀即可使用。
(2)单组分胶粘剂：在工厂里预混合好的干粉胶粘剂，在施工现场加人一定比例的水，经搅拌均匀即可使用。
目前，我国建筑节能市场使用双组分胶液配制胶粘剂的较多，而使用单组分胶粉的较少。当前，我国市场上销售的聚合物胶液种类繁多，质量参差不齐。而施工现场情况比较复杂，配制出来的胶粘剂的质量也就难以保证;单组分胶粉为技术性和服务性综合产品，质量应该是稳定的。然而，由于市场不规范，有的厂家受利益驱使，人为地降低可再分散聚合物胶粉的比例，使之性能达不到标准要求。
3）抹面胶桨
用水泥基或掺有高分子聚合物的无机胶浆抹在粘好的EPS板外表面，以保证外保温系统的机械强度和耐久性。抹面胶浆也有双组分和单组分两种。抹面胶浆拉伸粘接强度(与EPS板)>0.1 MPa，在施工现场目前使用双组分胶液配制抹面胶浆的较多，而使用胶粉的较少。为了保证工程质量，对进人现场的胶粘剂和抹面胶浆，不论选用单组分胶液，还是双组分胶粉在施工前都必须进行抽样检验。现场拌合用的水泥和砂子应核查其品种、强度等级和计量等是否满足要求。
4）耐碱玻璃纤维网格布
耐碱玻璃纤维网格布作为保温工程中的“钢筋”，起着保证外墙EPS外保温墙体整体性和防止保护层开裂的双重作用。由于水泥呈强碱性，对玻璃纤维网格布具有腐蚀破坏作用，为保证外墙EPS外保温的使用寿命达到50年以上，必须采用耐碱玻璃纤维网格布，而且耐碱玻璃纤维网格布的各项性能指标必须满足标准要求。目前，在这方面市场非常混乱，为降低成本，大多数工程采用了耐碱涂层中碱玻璃纤维网格布，更有甚者采用普通玻璃纤维网格布，致使保温墙体很快就出现了大面积开裂、脱落。
5）饰面层—外墙涂料
涂料必须与EPS板薄抹外墙外保温系统相容，其性能指标应符合建筑涂料的相关标准。由各种材料和施工原因而产生的EPS外保温墙面开裂都会导致涂料饰面层的开裂。经验证实，为了减少涂料饰面层的开裂，宜采用弹性涂料。弹涂可以有效地遮盖EPS外保温墙面产生的微裂纹，并能保证涂料饰面不随墙面的微裂纹而开裂，其塑性好。
2、对施工人员进行严格的培训，加强施工过程的质量控制
外墙EPS外保温施工技术性不是很强的工作，熟练的抹灰工经过短期的培训就可以做好。但是外墙EPS外保温施工又是一项非常细致的工作，来不得半点马虎，因此施工人员的责任心是第一位的。在施工前，对施工人员不仅要在技术方面进行培训，更重要的是进行责任心方面的培训，使他们充分了解到不按正常操作规程施工有可能造成的危害。
同时，在施工过程中需加强施工质量控制，做到一步架一检查，特别要注意对几个重点工序的检查。具体包括:①配合比是否准确，拌制完的聚合物胶浆是否在规定的时间内用完，杜绝使用已经开始凝结的聚合物胶浆。②往墙面粘贴聚苯板的聚合物胶浆粘点是否均匀，粘贴面积是否达到规定要求，以避免聚苯板产生松动或脱落。③粘贴聚苯板时，要确保聚苯板尺寸标准，形状方整，板与板之间无明显缝隙，以确保面层不沿板缝开裂。④粘贴完聚苯板后，认真检查墙面是否平整，如不平整，必须进行打磨使之平整。因为EPS外保温的保护层仅有3mm—5mm厚，如果粘贴完EPS板后墙面不平整，也不进行打磨，就意味着要用保护层进行找平，而保护层局部太厚是导致保护层开裂的最重要的原因之一。⑤进行保护层施工时，耐碱玻璃纤维网格布必须按规定长度进行搭接，聚合物胶浆层尽量薄而均匀，对窗角等部位必须严格按要求设置加强网格布。实践证明，玻璃纤维网格布搭接不规范、保护层局部过厚和窗角等部位没按规定设置加强网格布是导致外墙EPS外保温开裂的最常见原因。⑥不要在夏季中午强光照射下施工，也不要在负温条件下施工，这样最容易导致外墙EPS外保温墙体开裂。⑦涂料施工必须待保护层干燥到规定的含水率之后才能进行，以防止涂料层随墙面失水收缩而开裂，同时也防止高温季节水分和空气膨胀导致涂料层起泡的现象。
3、质量控制措施
通过上述分析可以看出，影响EPS外墙外保温工程质量问题的因素很多，需要多方面的齐抓共管，搞好每一个环节，确保外保温的工程质量。建议控制措施:
⑴规范节能建筑市场，各级行业主管部门应加强管理，对不合格的节能材料应清除建筑市场;对施工质量达不到标准要求的施工队伍要限期整改，实行施工资质许可证制度。
⑵建设单位对节能建筑保温工程招标应以工程质量为基本准则，不可偏面追求低价位中标。让以次充好，偷工减料的承包者无空可钻，实现正常有序竞争。
EPS控制 篇3
1 采用模糊控制的可行性
车辆的速度直接影响了操纵转向盘上力的大小。根据经验显示, 车速越快, 操纵转向盘所需的转向力就越小。因此设计的电动助力转向系统就需要依照车速的变化而不断地调整助力系统的模式。但是想要为车速提供一个精确的助力模式却又是不现实的, 因为通常的电动助力控制系统是采用单片机的控制系统, 大量的数据处理显然是不合情理的[1]。此外, 车速高低是由驾驶人员的经验和习惯来进行判断的, 而驾驶人员也只是大概对车速的敏感度存在一个区间和范围。因此, 对车辆速度精确的划分也是不必要的。
再者, 因为EPS转向系统是随动系统[2], 而其提供辅助力的大小是依据驾驶员对转向盘上操纵力矩的大小来确定的, 但施加在转向盘上的操纵力矩也和驾驶员自身的经验是密不可分的, 并且考虑到转向轴扭杆自身物理特性的影响, 所以对转矩进行的精确定量处理就不必要了。
同时, 应用模糊控制实现也比较容易, 实时性也很好[4]。这样不仅能够使所设计的系统更能够清晰地体现出系统在实际应用中的具体情形, 还能够在很大程度上减轻处理器的负荷。
2 助力电流模糊控制器的建立
我们确定模糊控制器的输入量分别为转向盘转矩传感器的信号Td和车速传感器的信号V, 输出量是电动机的助力电流I。形成一个双输入—单输出的模糊控制器。
EPS系统助力电流模糊控制器的建立过程如以下几点。
2.1 输入、输出变量的模糊化
根据电动助力转向系统的要求, 本论文中的转向系统设定开始助力的方向盘输入力矩为1 Nm, 即当方向盘的输入扭矩小于这个值时, EPS是不进行助力的。设定10 Nm作为助力电流上升的阀值, 即方向盘输入力矩大于此阀值后电机电流保持最大值, 且电动机在整个车速范围内提供助力。在助力电流决策的模糊控制系统中, 输出变量为电动机的助力电流I。可设Td的论域为[1, 10], 单位Nm, V的论域为[0, 120], 单位km/h。设I的论域为[0, 28], 单位A。对各个输入变量和输出变量用自然语言进行模糊化, 设定变量模糊语言值。
转矩Td的模糊语言论域为:{PB (很大) , PM (大) , PS (较大) , ZE (适中) , N S (较小) , NM (小) , NB (很小) };车速V的模糊语言论域为:{PB (很快) , PM (快) , PS (较快) , ZE (适中) , NS (较慢) , NM (慢) , N B (很慢) };电流I的模糊语言论域为:{PB (很大) , PM (大) , PS (较大) , ZE (适中) , NS (较小) , NM (小) , NB (很小) }。
2.2 输入、输出变量隶属度函数的确定
隶属度函数应该是连续的对称的, 常用的基本隶属度函数有:三角形、梯形、钟形、高斯型和Sigmoid型。隶属度函数的形状对整个控制系统控制效果的影响较小, 为了达到设计简便及实时计算的要求, 转矩Td和车速V各语言值的隶属度函数均采用梯形隶属函数。如图1~3所示。
2.3 模糊规则及模糊推理的制定
模糊规则的制定是模糊控制器的核心, 是模糊推理的依据。本系统中, 根据EPS系统对助力特性曲线的要求以及驾驶员的经验, 得出49条控制规则, 采用以下表述形式:
上述规则的意义是:如果转向盘输入力矩Td很大但此时车速V很小, 则此时电动机的输出助力电流I应取一个很大的值。将得到的类似形式全部49条控制规则制成一个表, 反映转向盘输入转矩Td、车速V及助力电流I三者关系的模糊规则表, 如表1所示。本研究中采用Mandani直接推理法。
2.4 反模糊化
反模糊化有多种方法, 常用的有最大隶属度函数法、取中位数法及加权平均法 (或重心法) 。本系统反模糊化采用加权平均法 (重心法) 。这样, 整个模糊控制器的设计就完成了。如图4所示。
3 仿真结果分析
通过对助力电流的模糊控制器参数的调整, 如调整隶属度函数或改变模糊规则等, 可以得到EPS系统助力特性曲线, 如图4所示。三维助力特性曲线能够直观地反映任意车速与任意转向盘力矩输入下的助力目标电流的值。
通过分析EPS助力特性曲线三维图, 可得根据不同的车速以及不同的转向盘输入力矩获得相对应的EPS系统助力电流关系, 如图5、6所示。
综合分析图5和图6, 研究不同转向盘输入力矩和不同车速与助力目标电流的对应关系。
(1) 从图5我们可以看出:任意车速下, 目标助力电流会随着转向盘输入扭矩的提高而增大, 直到达到目标电流的阀值, 使驾驶员获得良好的转向助力, 提高了转向轻便性和驾驶舒适性;车速越高, 电机开始提高助力所需要的转向盘输入力矩就越大, 即使车速为零, 同样需要转向盘输入力矩达到一定值, 才产生助力电流, 开始提供助力, 这是为了防止助力过于灵敏, 使驾驶员通过方向盘获得一定的路感, 提高驾驶的安全性。
(2) 从图6我们可以看出:在扭矩一定的情况下, 目标助力电流会随着车速的提高而减小, 既助力值随车速提高而减小, 这是为了使驾驶员在车辆高速行驶时保持良好路感, 防止误操作引发车辆侧倾的危险;车速越低, 需要的目标助力电流值越大, 使低速转向更加轻便。
4 结论
通过上述分析表明, 研究设计的助力电流模糊决策控制基本达到了EPS系统对助力特性曲线的要求, 具有一定的可行性。同时文章设计的助力电流模糊决策控制具有一定灵活性, 通过对各个输入量、输出量相应论域、模糊推理规则及隶属度函数的修改, 可以使控制器匹配不同的EPS系统。
摘要：分析了采用模糊控制方法获得EPS系统目标助力电流的可行性, 设计了以转向盘转矩传感器的信号和车速传感器的信号为输入, 以目标助力电流为输出的模糊控制器, 通过仿真及结果分析验证了这种方法的可行性。
关键词：模糊控制,电流决策
参考文献
[1]王雄波.基于模糊控制的电动助力转向系统的研究与开发[D].湖南大学硕士学位论文, 2008.
[2]卢娟.电动助力转向系统建模与仿真研究[D].重庆大学硕士论文, 2006.
[3]Ji Hoon Kim, Jae Bok Song.Controllogic for electric Power steering sys-tem using assistmotor[J].Mechatronies, 20 02, 12 (3) :447-459.
EPS应急电源在消防领域的应用 篇4
关键词：EPS 应急电源
随着社会的进步和发展，环境要求的不断提高，消防安全也越来越被人们重视。EPS应急电源以其特有的优越性也被越来越多的人们认识，EPS应急电源作为一种可靠的应急供电电源，可以灵活的运用在消防供电回路末端。EPS应急电源的使用，为消防安全提供了更有力的保障。近年来EPS作为消防应急电源被广泛应用，尤其是用作消防应急电源，下面就相关问题做一些探讨：
1 EPS应急电源
1.1 EPS应急电源的工作原理
EPS应急电源是允许短时电源中断的应急电源装置（EPS：Emergency Power Supply）。作为消防应急电源系统，当建筑物发生火灾时，为疏散照明和其它重要的一级供电负荷提供集中供电。在正常情况时，由交流市电经过互投装置给照明和动力负载供电。当交流市电断电后，互投装置将立即切换至逆变器供电，供电时间由蓄电池的容量决定，当市电电压恢复时，应急电源将恢复为市电供电。
1.2 EPS应急电源的系统组成
EPS应急电源主要采用SPWM（交流脉带调制）技术，系统主要包括整流充电器、蓄电池组、逆变器、互投装置等部分。其中逆变器是核心，整流器的作用是将交流电变成直流电，实现对蓄电池及向逆变器模块供电。逆变器的作用则是将直流电变换成交流电，供给负载设备稳定持续的电力，互投装置保证负载在市电及逆变器输出间的顺利切换。系统控制器对整个系统进行实时监控，可以发出告警信号，同时可通过串行口与计算机或远程接口连接，实现对供电系统的近端监控和远程监控。
2 EPS应急电源在消防领域的应用及特性
目前，专门为消防应急措施而设计研制的EPS应急电源，具有一定的先进性和实用性，它可以完全实现微机监控和处理，对消防应急照明、卷帘门、消防电梯、水泵、排烟风机等消防设施实现自动控制。此类产品多为高层建筑、机场、医院、重要场馆等工程采用。具体有以下特性：
（1） 电网有电时处于静态，无噪音，小于60 dB，不需排烟、防震处理而且具有无公害、无火灾隐患的特点；
（2） 自动切换，可实现无人值守，电网与EPS电源相互切换时间为0.1s～0.25s；
（3） 带载能力强，EPS适合电感性、电容性及综合性负载的设备，如消防电梯、水泵、风机、应急照明等，尤其在事故或火灾强切时，电源可以在120%过载情况下工作，一直到电池完全耗尽；
（4） 使用可靠，在重要场合可以采用双机热备方式，确保事故和火灾情况下供电可靠，主机寿命可达20年以上，电池5～10年以上；
（5） 适应恶劣环境，可放置于地下室或配电室，甚至建筑竖井里，可以紧靠应急负载使用场所就地设置，减少供电线路；
（6） 对于某些功率较大的用电设施，如：消防水泵、风机，EPS可直接与电机相联变频启动后，再进入正常运行状态，可省去电机的软启动和控制箱等设置；
（7） 应急备用时间，标准型为60分钟（有延时接口），可长可短。
3 EPS应急电源与柴油发电机的比较
柴油发电机组是目前大部分工程所采用的，由于柴油发电机的容量较大，可并机运行且连续供电时间长，所以至今已经有五、六十年的历史了。然而，随着社会的进步，需求的提高，这种传统的做法也暴露出许多问题，主要有：
（1） 柴油发电机噪音大、产生公害；
（2） 排烟中有大量的二氧化硫，污染大气，严重影响环保
（3） 在高层建筑中，柴油发电机组一般放在地下室，设计难度大，造价高。进风、
冷却、排烟、减震、消音等设施都需要充分考虑，若发生火灾会带来很大的危险性和破坏性；
（4） 日常维护必须到位，工作量大；
（5） 存在火灾隐患。因为油罐像一个极为危险的“炸弹”，万一失火，后果难以想象，而使用七氟丙烷气体灭火，费用则越来越高。
而EPS应急电源则不存在以上的问题。
4 EPS应急电源与UPS电源的比较
采用不间断电源UPS供电方式，可使负载“万无一失”，但其造价昂贵，特别是在线式UPS，其转换效率较低，长期连续运行，必然造成电能浪费，事实上UPS广泛应用于信息类负荷。在应急事故照明场合使用UPS无疑是“大材小用”。
EPS应急电源与UPS电源的比较如下：
5 EPS应急电源与分散式的应急电源比较
分散的应急电源方式在目前的消防应用最为广泛，但只能局限于应急照明。随着楼宇智能化的普及和消防安全设施的完善，除照明外需要为给水、通风、监控等各种应急设备供电，分散式应急电源不能满足需要，而EPS应急电源则完全可以胜任其工作。
6 结论
EPS控制 篇5
一、原材料的质量要求
1. 对EPS板的质量要求。
EPS板是由可发性聚苯乙烯珠粒经加热预发泡后在模具内加热成型而制得的具有闭孔结构的聚苯乙烯泡沫板材。EPS板应满足如下要求: (1) 导热系数≤0.041W/ (m·K) ; (2) 水蒸气渗透系数应符合设计要求; (3) 压缩性能 (形变10%) ≥0.1MPa; (4) 密度应为18kg~22kg/m3, 干燥状态下的抗拉强度≥0.1 MPa; (5) 尺寸稳定性应≤0.3%; (6) 燃烧性能为阻燃型。
2. 玻璃纤维网的基本要求。
玻璃纤维网格布应使用耐久, 即应具有耐碱性。因为玻璃纤维在碱性环境中受碱腐蚀会缩小截面, 强度降低, 特别是在潮湿环境中强度降低更明显, 而绝大多数厂家提供的抹面胶浆是水泥基材料, 而水泥属于强碱性材料。保持玻璃纤维的增强作用至关重要。文献[1]中强制性条文规定:玻璃纤维网经向和纬向耐碱拉伸断裂强度均不得小于750N/50mm, 耐碱拉伸断裂强度保留率均不得小于50%。
3. 胶粘剂及水泥砂浆的基本要求。
外保温系统应与基层有足够的粘结强度, 胶粘剂应使EPS板与基层粘结牢固。在使用过程中决不允许出现剥离、脱落等现象。文献[1]中强制性条文规定:胶粘剂与水泥砂浆的粘结强度在干燥状态下不得小于0.6MPa;浸水48h后均不得小于0.4MPa;与EPS板的拉伸粘结强度在干燥状态和浸水48h后均不得小于0.1MPa;并且破坏部位应位于EPS板内。
4. 其他材料。
饰面材料必须与其他系统组成材料相容, 应符合设计要求和相关标准规定。锚栓应符合设计要求和相关标准规定。
二、施工程序
淮阴工学院教师公寓3#、4#楼, 为十一层短肢剪力墙结构, 建筑外墙采用砼空心砖、EPS板薄抹灰外墙外保温系统。其施工程序:定位→放线→外墙清理修补→施工样板→墙面EPS板粘贴→装饰线脚粘贴→锚固→打磨→分项检测、隐蔽工程验收→压粘玻璃纤维网布→抗裂砂浆抹面→交接检测。
三、质量缺陷的防治措施
1. 材料质量防治措施。
(1) EPS板质量控制。EPS板存在明显的后收缩问题:即聚苯乙烯颗粒在加热膨胀成型为块材后, 在冷却中会逐步收缩。开始时收缩较快, 以后逐渐减慢, 到第7周末收缩率达2%~3%。若将收缩率高的EPS板使用于工程上, 会出现收缩和温差应力的不均, 从而引起裂缝。如果要提前使用, 可使刚生产的EPS板在60℃的条件下养护5d以上, 使其快速完成收缩过程。因此, 选用EPS板应注意出厂日期及养护方式, 以保证尺寸的稳定性。 (2) 耐碱玻璃纤维网控制。耐碱玻璃纤维网既要使粘结剂易穿透, 又要使面层砂浆中的应力易向玻璃纤维网转移。根据工程经验, 应选用网孔尺寸4mm×4mm或5mm×5mm为宜。 (3) 抗裂砂浆面层材料控制。抗裂砂浆面层材料在EPS板薄抹灰外墙外保温系统中尤为重要。其乳胶粉及纤维的掺量应严格按设计标准控制, 同时骨料中硅砂的选用也非常重要。硅砂起加强附着力的作用, 未经处理的河砂和含铁的普通石英砂, 易发生氧化反应, 破坏胶粘剂的树脂乳液分子, 使其性能指标逐渐下降, 是造成外保温系统龟裂、脱落的主要原因之一, 应严格按要求选用材料。
2. 设计缺陷防治措施。
(1) 建筑立面、造型控制。由于EPS板薄抹灰外保温系统在中国推广时间较短, 部分设计人员对该做法不够了解。建筑、结构设计中未考虑该系统对建筑外立面和局部造型的影响, 造成建筑外墙设计和构造做法在外保温系统施工后变形、线脚尺寸扩大等问题, 影响建筑细部构造和美观。为避免该质量问题, 设计人员应根据工程特点设置变形缝, 确定系统的起端和终端包边等。 (2) 建筑外饰面材料控制。EPS板薄抹灰外保温系统为非承重复合系统。根据抗震试验和压剪胶接强度试验的结果, 粘贴EPS板外保温体系的面层荷载不得大于20kg/m2。当外保温材料与基层墙体之间没有空腔、外保温材料强度比较高且进行了必要的加固措施、外保温材料面层荷载允许超过40kg/m2时可以贴面砖, 必须严格施工操作。
3. 施工缺陷防治措施。
EPS板薄抹灰外保温工程质量很大程度上取决于施工质量。因此, 施工过程中应严格控制施工质量, 加强施工管理, 确保施工效果。 (1) 基层质量控制。EPS板薄抹灰外保温系统的基层表面应清洁、无油污、脱模剂等妨碍粘结的附着物。凸起、空鼓和疏松部位应剔除并找平。找平层应与墙体粘结牢固, 不得有脱层、空鼓、裂缝, 面层不得有粉化、起皮、爆灰等现象。 (2) EPS板粘贴质量控制。1) 基层弹线。粘贴EPS板前, 应在基层弹出基准线作为控制阳角上下垂直的依据。然后, 弹出±0.000的+500mm线作为控制粘贴EPS板平直、门窗口方正的依据。2) EPS板粘贴。EPS板粘贴不牢, 易引起风压破坏或脱落。因此, 粘贴前应进行基层与胶粘剂的拉伸强度检验, 粘结强度不应低于0.3MPa, 且粘结界面脱开面积不应大于50%。粘贴EPS板时, 应将胶粘剂涂于EPS板背面, 涂胶粘剂的面积不得小于EPS板面积的40%。板周边应涂抹宽度不小于50mm, 厚度不小于10mm的胶粘剂, 中间部位可采用均匀点粘或井字形条粘法。板边缘收口处及门窗洞口四边收口处应预粘翻包玻璃纤维网。EPS板应按顺砌方式粘贴, 竖缝应逐行错缝。墙角处EPS板应交错互锁。门窗洞口四角处EPS板不得拼接, 应采用整块EPS板切割成型, EPS板接缝应离开角部至少200mm。EPS板粘贴后应采用2m靠尺压平, 保证板面平整度和粘贴牢固。板与板之间应挤紧。3) EPS板打磨。EPS板粘贴24h后方可开始打磨。采用专用打磨工具对EPS板表面不平整处进行打磨。打磨后应将产生的碎屑清理干净。为保护环境, 打磨作业不宜在风大时操作。 (3) 耐碱玻璃纤维网、薄抹面层施工质量。粘贴玻璃纤维网时, 必须在门窗、洞口四角粘贴好240mm×400mm玻璃纤维网, 玻璃纤维网边缘与洞口呈45°夹角。遇EPS板边缘收口处及门窗、洞口四边收口处, 玻璃纤维网应粘到EPS板边缘后, 再最后粘贴翻包玻璃纤维网。大面积粘贴玻璃纤维网时, 应先在粘好的EPS板上刮一层配好的厚度约为2mm的薄抹面层砂浆, 立即将玻璃纤维网压入砂浆内, 使玻璃纤维网弯曲面朝向EPS板。然后用抹子将玻璃纤维网赶平压入薄抹面层砂浆内, 不得外露。应注意不要拉扯玻璃纤维网, 使其自然展平。与玻璃纤维网搭接处, 其搭接长度左右≥100mm, 上下≥80mm。玻璃纤维网压入后12h后方可开始抹第二遍砂浆。抹面砂浆总厚度控制在3mm~6mm。
4. 施工条件控制措施。
(1) 基层施工检验EPS板薄抹灰外墙外保温系统施工前外墙垂直、平整度应满足规范要求。外墙预留洞口、管道、外墙支架、门窗附框或门窗框均应施工并检验合格。 (2) 施工作业环境按《外墙外保温工程技术规程》JGJ144-2004强制性条文规定:外保温工程施工期间以及完工后24h内, 基层及环境空气温度不应低于5℃。夏季应避免阳光暴晒。在五级以上大风天气和雨天不得施工。 (3) 成品保护EPS板表面不得长期裸露, EPS板安装上墙后应及时做抹面层。外保温施工各分项工程和子分部工程完工后, 应做好成品保护。
5. 质量管理措施。
(1) 施工方案审核制度为提高EPS板薄抹灰外墙外保温系统的质量, 应在各阶段加强管理。施工前应编制详细的施工方案, 经严格审核后, 作为施工主要依据。 (2) 技术交底制度由于工程的单一性, 外保温工程开始前, 应选择专业工人并进行集中技术交底, 确保施工的标准化和统一化。 (3) 样板领路制度各外保温施工班组在工程开始前, 均须先完成样板墙, 经施工企业自检, 并经专业监理工程师检验合格后, 方可开始大面积施工。 (4) 分层检验制度为确保外保温工程施工质量, 在EPS板粘贴前由施工企业技术负责人、专业监理工程师、业主代表及相关施工班组负责人对基层进行验收。验收合格后签署移交手续, 以确保基层质量。EPS板粘贴及薄抹灰面层施工完成分别由施工企业自检后, 由专业监理工程师逐层复检, 并签署验收意见。外保温工程整体完成后, 经验收合格后方可移交给外墙涂料施工班组。严格的分层检验制度可有效杜绝质量缺陷, 确保各层施工质量。
四、结语
EPS板薄抹灰外墙外保温系统是一种现场成型的外墙外保温技术系统, 其施工质量同材料性能、施工操作过程、施工条件等很多因素有关。在外墙外保温工程迅速发展的同时, 应对外墙外保温系统严格设计、施工、材料等环节的预控。采取有效措施减少质量隐患, 杜绝质量事故的发生, 以提高EPS板外保温工程的整体施工质量。使外墙外保温具有的蓄热能力强、热稳定性好、热桥减弱、使用寿命长、节能效果显著等优点充分体现出来。淮阴工学院教师公寓3#、4#楼工程通过采取上述各项措施, 经各环节严格控制, 施工质量良好。经施工两年后工程回访无质量问题。
参考文献
[1]建设部科技发展促进中心.JGJ144-2004外墙外保温工程技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社, 2005.
[2]建设部科技发展促进中心, 北京振利高新技术公司.外墙外保温技术百问[M].北京:中国建筑工业出版社, 2003.
EPS控制 篇6
当车辆行驶在不平路面或者遇到地面凸块时, 力和位移的振动冲击会通过转向系传递到转向盘, 使驾驶员感到不适, 同时影响操纵稳定性和行驶安全性, 因此, 该振动必须通过主动控制的方式加以抑制。电动助力转向 (electric power steering, EPS) 系统已逐步取代传统液压助力转向系统, 国内外学者提出用EPS系统来衰减路面冲击的方法。文献[1]分析了路面冲击和包含了路感信息的回正力矩在频率上的区别, 提出利用高通滤波后的电机角速度信号作阻尼反馈控制, 以衰减传递至转向盘的力矩振动。文献[2]在文献[1]的基础上利用悬架系统的垂向加速度信号判断路面状况, 设计了自适应控制器, 根据路面状况调整反馈增益和高通滤波器截止频率的大小。文献[3]通过估计折算到小齿轮上的路面冲击力矩设计了电流补偿衰减冲击的算法。文献[1, 3]重点解决了衰减驾驶员把持力矩振动的问题, 没有讨论转向盘角速度振动和车辆横摆角速度振动的抑制, 而从文献[2]的实验结果可以看出, 单纯用带阻尼补偿的EPS系统来衰减路面冲击, 对转向盘角速度振动的衰减效果不佳。对角速度振动的抑制比对转矩振动的抑制更加重要, 因为它直接关系到车辆的操纵稳定性和行驶安全性, 故对角速度的振动需要进一步的抑制。
随着人们对车辆性能要求的不断提高, 单纯的底盘独立控制已经不能满足要求, 而底盘集成控制成为了近年来国内外的研究重点[4,5]。本文在电动助力转向的基础上集成了主动前轮转向 (active front steering, AFS) 系统[6,7], 在集成控制器中EPS系统主要负责衰减力矩的振动, AFS系统负责衰减角速度的振动, 使车辆对路面冲击的响应, 尤其是角速度振动和车辆横摆角速度振动最小, 从而提高了驾驶舒适性、操纵稳定性和行驶安全性。
1 系统建模
1.1 转向系模型
EPS和AFS集成系统的总体结构如图1所示。简言之, EPS系统就是在传统的机械转向结构上添加了一套电动机助力装置, 以减小驾驶员转动转向盘的力矩, 助力转矩大小由电子控制单元 (ECU) 中助力曲线计算确定。在EPS系统结构基础上, 本文在转向盘和EPS系统之间增加了一套双行星齿轮主动转向机构, 通过转角电机附加转向角, 系统可以实现稳定性控制。
由刚体定轴转动定律, 可以得到转向系统动力学方程为
式中, Je1为等效输入轴转动惯量;Je2为等效输出轴转动惯量;Js为转向盘和输入轴转动惯量;Jg为等效到输入轴的行星齿轮系转动惯量;Jp为输出轴和减速机构转动惯量;Be1为等效输入轴阻尼系数;Be2为等效输出轴阻尼系数;Bs为转向盘和输入轴阻尼系数;Bg为等效到输入轴的行星齿轮系阻尼系数;Bp为输出轴和减速机构阻尼系数;Br为齿条阻尼系数;θd为转向盘转角;θs为行星轮系输出太阳轮转角;θp为输出轴转角;δf为前轮转角;Td为转向盘操纵转矩;Ts为扭矩传感器测得的转矩信号;Ta为电机助力矩;Tr为转向阻力矩;Tf为转向系内摩擦力矩;Ks为扭力杆刚度;Malign为回正力矩;Mdist为路面冲击力矩;mr为转向齿条和车轮的质量;rp为小齿轮半径;Ge为转向器传动比。
EPS助力电机采用直流电机, 其模型为
式中, U为助力电机电枢端控制电压;R为电机电枢电阻;L为电枢电感;imt为电机实际电流;θmt为助力电机转角;Kb为电机反电动势系数;Kz为电机的电磁转矩系数;Gmt为EPS系统减速机构传动比。
对于AFS系统的双行星齿轮系机构, 输出太阳轮转角为转向盘转角和AFS电机转角的叠加, 满足关系式
式中, θma为AFS转角电机的转角;Gma为AFS电机转角至小齿轮转角传动比;Gd为转向盘转角至小齿轮转角传动比。
1.2 整车模型
整车模型采用非线性二自由度模型, 忽略纵向力、侧倾等影响, 其方程为
式中, Fyf和Fyr分别为前后轮侧向力, 可以通过魔术轮胎公式[8]求出;mv为整车质量;vx为汽车的纵向速度;vy为汽车的侧向速度;ωr为横摆角速度;Iz为绕Z轴的转动惯量;a为前轴至质心距离;b为后轴至质心距离。
1.3 驾驶员模型
为了考虑人-车闭环系统, 还应该建立驾驶员模型, 本文采用郭孔辉等[9?10]的单点预瞄最优曲率驾驶员模型, 其控制框图见图2。图中, f (t) 为模型输入, 表示驾驶员的期望轨迹;θd为模型输出, 表示实际转向盘转角;y为反馈信号, 表示车辆侧向位移;tp为预瞄时间;tc为微分校正时间;C0为比例校正增益;th为动作滞后;td为神经滞后。各参数的取值可参照文献[10]。
2 控制策略
当汽车受到路面干扰, 如行驶在不平路面或者遇到路面凸块冲击时, 能量会通过转向系传递至转向盘, 引起转向盘振动, 给驾驶员带来不适感。此振动可以分为两部分:一部分表现为驾驶员把持力矩的振动;另一部分表现为转向盘转角和角速度的振动, 从而引起车辆横摆角速度的波动。过大的把持力矩振动会使驾驶员感到疲劳和不适, 但是很小的力矩振动可以使驾驶员获得路感。而横摆角速度的振动会使车辆跑偏, 不利于车辆的行驶安全性, 应该尽量抑制。由文献[2]的结果可以看出, 单纯用EPS系统衰减路面冲击, 对转向盘角速度的衰减效果不佳, 因此本文在EPS系统基础上集成了AFS系统, 通过AFS系统自身的稳定性控制大幅衰减转向盘角速度振动和车辆横摆角速度的振动。需要说明的是, 如图1所示, 本文双行星轮系中上排行星轮齿圈与中心轮的齿数比与下排行星轮齿圈与中心轮的齿数比相等, 因此AFS系统对力矩振动衰减几乎不起作用, 这在文献[11]中已经给出了证明, 所以单纯AFS系统控制也不能达到满意的效果。整个集成系统的控制框图见图3。
2.1 EPS子控制器
对于传统的EPS系统, 助力转矩仅由扭矩传感器信号和车速信号确定, 无法起到主动衰减路面冲击的作用。因此, 必须在传统EPS系统的控制策略基础上加补偿控制, 以衰减路面冲击给驾驶员带来的不适的结论。文献[12]分析了增加相位补偿器和阻尼补偿的方法, 得出阻尼补偿更合适的结论。文献[13]分析了三种补偿方式, 也得出采用阻尼补偿效果最好的结论。本文设计的衰减路面冲击EPS子系统控制策略正是基于助力电机角速度阻尼补偿。实时估计出EPS系统助力电机角速度ωmt的大小, 通过增益系数Kdamp将其转变为补偿电流idamp, 此补偿电流与由助力曲线算出的基本助力电流ib叠加得到电机理想助力电流ir。此补偿控制涉及的电机角速度的估计, 由于助力电机电感非常小, 故可以将其省略, 这样由式 (10) 可得出
这样得出的阻尼补偿控制策略虽然可以在有路面冲击的情况下很好地衰减传递至转向盘的力矩振动, 但是当驾驶员正常转向时该控制策略也会阻碍驾驶员转向。由文献[1]可知, 驾驶员正常转向的频率在5Hz之内, 而路面冲击的频率大于13Hz, 因此在由式 (13) 估算得到的电机角速度之后加入一个高通滤波器, 这样, 此补偿控制只对受到路面冲击时才有效。EPS子系统的控制框图见图4, 其中v为汽车的速度。
2.2 AFS子控制器
对于AFS子系统, 我们利用了其稳定性控制功能, 使转向盘转角和角速度振动衰减效果最佳。AFS系统能通过独立于驾驶员的转向干预来稳定车辆, 通过主动改变转角电机的转角来改变前轮转角, 使得车辆的响应尽可能地与理想的车辆响应一致。AFS子系统采用LQR最优控制。在线性控制器的设计中, 车辆模型采用线性二自由度模型, 其公式如下:
式中, kf和kr分别为前后轮的侧偏刚度;β为车辆质心侧偏角。
选择x= (β, ωr) T为状态变量, 将式 (16) 写成状态空间形式, 可得
式中, Δδf为AFS系统叠加转角。
理想车辆模型质心侧偏角为零, 即βd=0, 横摆角速度为
将理想车辆模型也写成如下状态方程形式:
定义质心侧偏角偏差Δβ=βd-β以及横摆角速度偏差Δωr=ωrd-ωr, 则以e=x-xd= (Δβ, Δωr) T为状态变量的偏差状态方程为
其中, u1=Δδf为控制输入, 第三、四项可视为扰动[14]。引入最优控制性能二次型指标
其中, Q和R分别为状态变量的加权矩阵和控制输入的加权矩阵。为了使二次型性能指标最小, 最优控制输入应满足
式中, K为最优反馈增益矩阵, K=R-1 BTP。
其中P是以下Riccati方程的解:
在所设计的最优AFS控制器基础上, 本文增加了一个低通滤波环节, 对有高频振动的前轮转角信号δf进行低通滤波, 得到表示驾驶员真实转向意图的前轮转角信号δf*。AFS子系统的控制框图见图5。
3 仿真分析
在MATLAB/Simulink软件中建立驾驶员、转向系、整车和控制器的模型, 仿真分析控制器的有效性, 其中车辆参数见表1。仿真条件为:车速40km/h, 车辆直线行驶, 即驾驶员的理想轨迹输入为零, 路面条件为连续的不平路面。这里再次说明, 单纯靠AFS系统衰减路面冲击是不行的。图6对比了仅加入AFS系统的车辆和既没有AFS系统也没有EPS系统的车辆受到路面冲击时驾驶员把持力矩的振动情况。由图6可知, AFS系统基本上不能改变驾驶员把持力矩的振动, 因此后文不讨论单独AFS系统控制的情况。
图7~图9分别对比了不平路面冲击下传统EPS系统、带阻尼补偿的EPS系统、EPS和AFS集成系统的响应, 表2列出了各种情况下的均方根值。可以看出, 单纯采用带阻尼补偿的EPS系统使驾驶员把持力矩的均方根值从1.02N·m减小到0.54N·m, 但对转向盘角速度和横摆角速度振动的衰减作用较小。而采用EPS和AFS集成控制时转向盘角速度和横摆角速度的振动均有大幅衰减, 这样确保了车辆直线行驶, 提高了行驶安全性。由以上仿真分析可知, EPS和AFS集成系统在保持了抑制把持力矩振动能力的同时, 大幅衰减了转向盘角速度和车辆横摆角速度。
4 结语
在MATLAB/Simulink中建立了人-车-路闭环系统模型, 针对路面冲击频率与驾驶员操纵频率的不同, 设计了EPS和AFS集成控制算法。仿真结果证明了EPS和AFS集成控制算法可以大幅衰减转向盘角速度振动和车辆横摆角速度振动, 其抑制驾驶员把持力矩振动的能力与单纯带阻尼补偿的EPS控制相当。
摘要：为衰减车辆行驶时受到的路面冲击, 建立了人-车-路闭环系统数学模型, 设计了电动助力转向 (EPS) 和主动前轮转向 (AFS) 集成控制算法, 运用阻尼补偿控制和最优控制分别设计了电动助力转向和主动前轮转向子系统。在MATLAB/Simulink中的仿真结果表明, 单独主动前轮转向控制不能衰减驾驶员把持力矩振动, 单独电动助力转向阻尼控制对转向盘角速度振动和车辆横摆角速度振动衰减效果不佳, 而集成系统可以很好地同时抑制驾驶员把持力矩振动、转向盘角速度振动和车辆横摆角速度振动, 提高了驾驶舒适性、操纵稳定性和行驶安全性。
EPS控制 篇7
EPS试验台是为了测试EPS的性能参数等而开发的机电一体化测试系统。试验内容包括转角实验,功能实验,转向力特性实验,输入输出力矩实验等。
试验台设计初期采用常规的PID控制算法,传感器等硬件采集到所需的过程变量,输入程序后,根据人工预设的Kp、Ki和Kd三个常量计算出最终控制量,再输出到相应的控制硬件中来进行控制。在实际应用中发现,EPS试验台中采用PID控制算法时,能够实现精确控制曲线的PID参数很难调节,实际上,整个调试过程中,在PID参数调整上花费了大量时间。尤其是试验台还在调整磨合的情况下,更换部分元件就需要调整一次PID参数。
为了使EPS试验台达到技术要求,并缩短调试周期,考虑将系统中使用的常规PID控制算法改为模糊PID控制算法。
1 EPS试验台系统构成
EPS试验台主要由液压伺服系统、测控系统、电控系统和机械系统组成。
液压伺服系统作为整个测试系统的动力来源和执行机构;测控系统是EPS试验台的关键,软件部分的主程序基于NI LabVIEW编写,主要实现数据采集和发生、执行元件控制、数据分析、人机交互、数据记录和状态监控等操作。数据的采集和发生使用NI的PCI-6221和PCI-6601多功能数据采集卡。EPS试验台硬件系统组成如图1所示。
2 模糊PID控制算法的构建
PID控制算法的增量表达形式如下:
式中,∆2e(k)=∆2e(k)-∆e(k-1)。KPd=KP、KId=KPTd/TI、KDd=KPTd/TD分别为相应的比例、积分和微分增益常量。
由上式可知,模糊PID控制器的几种可能形式有:1)e、∆e同时作为模糊控制器和PID控制器的输入,模糊控制器的输出KP、KI和KD作为PID控制器的参数。如图2(a)所示。2)由线性PID控制器和SISO模糊控制器构成的模糊PID控制器,模糊控制器的输入和输出分别为e(k)和ef(k)。如图2(b)所示。3)分别设计模糊控制器和PID控制器,误差较大时使用模糊控制器,误差较小时使用PID控制器。如图2(c)所示。4)由模糊P+模糊I+模糊D控制器构成的模糊PID控制器,控制器的输入和输出分别为e和∆uP、∆e和∆uI、∆2e和∆uD。如图2(d)所示。
考虑到开发周期,以及系统负荷,本文选用第一种形式。即将偏差e(t)及∆e(t)作为模糊控制器输入,输出量为KP、KI和KD。算法离散变换后,模糊控制器的输入表达为E和EC。
选用第一种形式时,E和EC下的被控过程对Kp、Ki、Kd的整定要求如下:
1)|E|很大时,无论EC大小,为使系统有良好的快速跟踪性能,应取较大的Kp,同时为避免积分饱和,可取较小Kd。2)若E·EC>0,则说明|E|在变大。|E|较大时,应取较大Kp使|E|快速减小,同时取中等Kd,较小的Ki保证系统动态性能、稳态性能;|E|较小时,可取中等Kp以改变E变化趋势,同时取较小Kd和较大Ki避免系统振荡。3)若E·EC<0,说明|E|在减小。|E|较大时,可取中等Kp迅速减小|E|,同时取较小Ki和中等Kd以提高系统动态性能、稳态性能;|E|较小时,可取较小Kp,同时取较大Ki和较小Kd。
3 控制算法的LabVIEW实现
本文软件开发平台为NI公司的虚拟仪器软件LabVIEW 2010,同时安装PID and Fuzzy Logic Toolkit工具包。
3.1 模糊控制器的设计
在LabVIEW主界面下,可通过菜单栏工具Control Design and SimulationFuzzy System Designer,进入模糊逻辑的图形设置界面进行输入、输出变量论域范围和各变量隶属函数以及模糊规则的设计,步骤如下:
1)模糊控制器采用“二输入三输出”形式设计,输入变量取E和EC,输出变量取KP、KI和KD。E、EC、KP、KI、KD的模糊集合取{负大,负中,负小,零,正小,正中,正大},记为{NB,NM,NS,ZE,PS,PM,PB},量化到[-6,6]的论域中。输入和输出的模糊隶属函数均取三角隶属函数,解模糊方法取中位数法。
2)依据上文所述KP、KI、KD整定要求,进入Rule标签,逐条添加“IF'E'IS'NB'AND'EC'IS'NB'THEN'KP'IS'PB'ALSO'KI'IS'NB'ALSO'KD'IS'NB'”形式的模糊控制规则共计49条。调试过程中,可根据实际情况对某条模糊规则进行调整。
3)设置完成后,进入Test System标签,对设计的模糊控制器输出特性进行初步测试和分析,验证控制规则是否完备,是否有规律冲突等。
全部完成后,将设计好的模糊控制器保存为后缀名为fs的文件fpid.fs,为下一步在LabVIEW测控程序中调用做准备。
3.2 模糊控制器子VI设计
EPS试验台测控系统可实现人机交互界面、多机通信、数据处理和报表生成等功能。系统中大部分功能都以子VI的形式编写,主程序对子VI进行调用,这样设计的好处是可以将不同的功能交于不同的设计人员完成,同时也减小了程序的复杂程度以及出错的风险。本文设计的模糊PID控制器也将以子VI的形式设计。
实验时,加载控制曲线,通过数据采集卡发生控制信号,经调理后驱动液压缸或马达运动,同时数据采集卡采集从力传感器产生的反馈信号,对比反馈信号和设定值的差别,动态调整数据采集卡的控制信号,从而达到精确控制的目的。
根据实验过程可对模糊PID控制器程序进行如下设计。
1)通过Read Waveform from File.vi读取编写好的控制波形文件,用来使液压缸或马达按照指定曲线运动。
2)将传感器连接到NI 6601其中一个通道上,由LabVIEW中的数据采集VI采集力传感器数据,设定采样频率等。然后将采集到的数据与加载的控制曲线进行对比,取得E、EC的值。
3)将前面生成的模糊规则文件fpid.fs由Load Fuzzy System.vi载入,并将取得的E、EC值连接到模糊控制器Fuzzy Controller.vi的输入端,选择模糊控制器模式为多输入多输出(MIMO)。Fuzzy Controller.vi将会在内部进行变量模糊化、推理、解模糊等一系列操作,然后将KP、KI、KD作为输出。
4)最后将KP、KI、KD连接到用于PID控制的PID.vi上,PID.vi的输出连接到相应的控制端口既可以完成模糊PID控制。至此,模糊PID控制设计完成。程序框图如图3所示。
4 模糊PID控制器验证
以系统中液压缸A为例,在前期的实验中,采用常规PID控制器,加载最大值为5KN的预设控制曲线时,控制效果如图4(a)所示,排除部分干扰情况,常规PID控制器的超调量在0.8KN,即14%左右,力控制曲线有较大波动。改为模糊PID控制器后,加载相似的最大值为7.6KN的预设控制曲线时,控制效果如图4(b)所示。采取模糊PID自整定控制器后,系统超调量为0.4KN,即5%左右。实验结果表明,采用模糊PID控制器后,控制精度有所提高,控制系统稳定性有所增强。
5 结论
本控制器的设计是在已有的EPS试验台测控系统的基础上进行。开发环境为NI LabVIEW平台,结合LabVIEW PID and Fuzzy Logic Toolkit模块能够方便的设计模糊PID控制器。将模糊PID控制器引入EPS试验台测控系统,能够使系统响应速度加快、控制精度提高、稳态性能变好,这是单纯PID控制难以实现的。开发过程中所使用的LabVIEW平台的良好软硬件结合功能、以及直观的开发环境使得模糊PID控制器的设计时间大大缩短。
摘要：EPS试验台中对执行元件的控制效果能够对实验结果产生较大影响,当前控制系统中采用的常规PID控制算法不能够满足实验对力的精度及稳定性要求。设计了模糊PID控制算法,并通过使用NI公司的LabVIEW,实现了该控制算法。最后,将控制器编写为子VI形式,供测控系统主程序调用。通过对比采取常规PID控制器时力曲线和采用模糊PID控制器时力曲线,证明了模糊PID控制器能够较好的满足EPS试验台控制要求,能够保证较小的超调量和较好的稳定性。
关键词：EPS试验台,模糊PID控制器,LabVIEW
参考文献
[1]韩峻峰,李玉惠,等.模糊控制技术[M].重庆:重庆大学出版社,2003.
[2]PATEL A V,MOHAN B M.Analytical structures andanalysis of the simplest fuzzy PI controllers:analyticalstructures and stability analysis[J].Information Science,2003.
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[4]何春华,蔡志岗.基于LabVIEW的模糊PID控制系统[J].仪表技术.2010,(07):57-62.
EPS控制 篇8
EPS即电动助力转向系统, 是由传感器、电控单元和助力电机构成的, 在电动机提供助力的条件下, 电子控制单元能够控制助力大小的转向助力方式。该系统由于具有结构简单、质量轻、容易维护等优点而成为汽车改变方向系统研究和发展的主要方向。
因为PIC18F4431具有工作的可靠度高、功能多样、方便操作、功耗较小等优点而受到人们的关注, 以它为核心的电动助力转向控制单元的设计至关重要。
2 EPS系统发展现状
20世纪末期, 在日本和美国在某些型号车上首次成功采用EPS系统之后, 欧洲市场的经济型汽车也将EPS作为标配, 经过三十多年的发展, 该系统的技术已经逐步趋于完善, 它的应用范围也在向多种车型全面发展。
我国在21世纪出开始进行EPS系统的研发, 不过因为国产汽车车型技术的实际情况和使用条件的限制, 并不能与国外的EPS完全协调匹配。另一方面, EPS研发所获取的相关核心技术资料相对缺乏, 目前仍处于技术攻关阶段。
3 EPS系统工作原理
EPS的硬件主要有传感器、助力电机和电控单元组成, 软件部分包括控制策略和故障诊断与保护程序两个内容。该系统的结构如图1所示:
EPS系统工作原理:转矩传感器与转轴相连接, 当驾驶员对方向盘施加扭转力矩的作用转动方向盘时, 通过传感器将位移信号转变为电信号, 同时将其传递给ECU, 此时, 车速传感器所测得的当前车速信号也传输至ECU。通过ECU内置控制作用对以上两个信号的处理便可以确定理想的助力电流给电机, 减速机构将力矩放大和司机的操作力矩共同作用克服阻力, 使车辆转向。
4 PIC18F4431单片机的设计
PIC18F4431单片机具有高性能PWM和A/D功能, 是一种8位单片机, 具有以下优势:拥有以互补形式输出的PWM模块、灌电流和拉电流的峰值较高、采样速度较快、功耗模式良好、振荡器结构灵活等。以上的优势方便了后续的结构设计和软件设计。
4.1 电控单元的结构
PIC18F4431型单片机是ECU的核心控制部分, 控制单元的组成如下图所示, 车载12V的蓄电池所供电量通过内部电源的转换后保证其正常工作。当经过处理的传感器信号到达单片机的对应端口时, 单片机可以依据EPS的助力特性和正确算法分析所接收的数据, 获得理想助力电流的数值和方向, 并产生PWM信号同时经过PIC18F4431输出控制指令, 信号在驱动电路和H桥的作用下控制直流电机的运转。微处理器把电动机驱动电路上的传感器正常工作时检测到的实时工作电流依据内部的控制算法进行计算从而实现对电机的闭环控制。当EPS系统工作出现故障时, 报警模式开启在做出提示的同时断开继电器用人工助力代替电动助力模式。
4.2 直流电动机驱动控制电路
要满足EPS系统高速、可靠性的要求, 直流电机驱动控制电路需要有足够的精度和速度实现对直流电动机转速和输出转矩的控制。因此可以采用PWM控制模式控制H桥电路, 直流电动机的驱动控制电路如图3所示, 它适合对可靠性要求较高的大功率、重载的场合。
5 LABVIEW显示
采用LABVIEW的虚拟测试系统中的VISA库来检测系统的工作情况, 完成对电动助力转向系统的串口数据通信的同时, 全面显示数据并完成监测。
6 结束语
分析研究EPS系统的工作原理和助力控制后, 对EPS控制系统的硬件电路进行了设计并进行实验分析, 探索出低压、低速、大电流直流电机的控制方法在汽车电动助力转向系统中能够满足汽车助力效果的要求。
参考文献
[1]季学武, 陈奎元.动力转向系统的发展与节能[J].世界汽车, 1999.
[2]何道清.传感器与传感器技术[M].北京:科学出版社, 2004.
EPS控制 篇9
基本假设
由于目前银行短期贷款和长期贷款实行浮动利率制，我们计算加息对上市公司业绩的影响须做以下的前提假设：
① 短期借款利率不变，还旧借新后才执行新利率；
② 长期借款利率一年一定，前三次加息0.75个百分点，2011年完全受到影响；本次加息0.25个百分点，2011年受影响9 个月；
③ 所得税率尽量按照公司公布的所得税率，其他主要按照25％计算；
④ 企业有息负债包括企业长期借款、短期借款、一年内到期的长期负债、应付债券，后两项在实际测算中难以统计，因此我们仅考虑了长期借款和短期借款的情况。
⑤由于金融行业的特殊性，测算样本中剔除了金融行业的数据。
⑥ 计算公式：每股收益影响（%）＝有息负债*利率变动幅度*期限*(1-所得税率)/总股本*100
实证结果
上市公司2011年EPS一致预期为0.57元，经过测算，累计加息1个百分点对上市公司整体2011年EPS的影响为1.15%。即使假设年内再加息0.5个百分点对上市公司整体2011年EPS的影响也不会超过2.3%。
受影响最大的行业是电力行业——累计加息3次将导致电力行业2011年EPS减少5分钱，占2011年电力行业EPS的15.33%。周期性行业，包括钢铁、造纸印刷、通信服务、航空机场、基础化工、建筑施工、房地产、建材、有色金属行业的EPS 受到的影响居前，分别为5.4%、4.71%、4.58%、3.81%、3.77%、3.53%、3.45%、3.27%和3.24%。
影响最小的10 个行业主要集中在下游消费品行业，有：食品饮料、汽车、计算机、传媒、医药，影响均在1%左右。
从静态测算的结果来看，石油石化、煤炭、机械、电力设备行业由于有息负债率不高，且盈利能力强劲，因此受加息的影响也较小。但是从动态角度来看，利率上升将导致固定资产投资成本的上升，从而抑制投资需求，加息对这些与固定资产投资密切相关的行业将产生深远影响。
EPS控制 篇10
国外的汽车公司对EPS的研究已经经历了一个漫长的过程, 其产品性能可靠, 占据了庞大的国际市场。相对于国外对EPS的研究现状, 国内从1992年才对EPS开始了全面的研究, 产品性能的可靠性不足, 难以与国外产品竞争。
1 电动助力转向系统建模
本文以管柱式EPS系统为研究对象, 将无碍机构简化, 并且假设转向系各部分刚性连接, 无功率损耗, 据此, 本文建立的系统动力学模型如图1所示。
考虑到车身的侧倾自由度会对转向盘输入造成影响, 本文又建立了整车的三自由度转向动力学模型, 如图2所示。为研究方便, 作出以下假设:
汽车仅作沿x轴的纵向运动、y轴的侧向运动、绕z轴的横摆运动和绕x轴的侧倾运动[2], 汽车在x轴方向上的速度保持不变[3], 悬挂质量的质心与整车质量的质心重合[2], 在此基础上, 又综合考虑了轮胎的侧偏和垂向载荷的重新分配对转向性能的影响[4,5], 建立了EPS的整车三自由度非线性模型, 并进行了转向稳定性仿真, 结果如图3所示。
仿真结果显示, 当车辆以较高速度行驶, 在急转向时, 应避免使前轮产生大的转角。
2 电流补偿控制策略及仿真研究
2.1 仿真分析
基于前面对转向行驶稳定性的分析, 再结合高速行驶工况下车辆转向阻力矩减小的情况, 提出了一种电流补偿控制策略。该策略引入一种可控的补偿电流, 通过调整电流的大小, 可以实时改变助力电机中的电流值, 进而实时调节助力电机的助力矩, 使车身拥有良好的稳定性。该策略的控制框图如图4所示。
2.2 转向系统的能效分析
对转向系统进行受力分析, 从图5可以看出, 驾驶员操纵方向盘的力和助力电机的力除了用来克服转向摩擦力矩和回正力矩外, 还使方向盘获得一定的加速度[6,7,8]。因此, 驾驶员输入力矩Th、助力转矩Ta和方向盘获得的加速度θ的大小可以在一定程度上反映车辆的转向状态。本文通过已经设计好的助力特性图获得助力电流值大小, 进而估算电机的转速, 这样既可以得到助力矩的值, 又无需增设传感器。电机的转速、电机助力矩和补偿电流的大小可以用下式表示:
式中, K1、K2为反馈增益, A·m/N;Idamp为补偿电流, A。
2.3 电流补偿控制策略仿真
在Simulink中对横摆角速度反馈和电流补偿控制进行仿真。仿真结果显示, 这种补偿策略对提高车辆的行驶稳定性有良好的效果, 而且这种控制策略在正常驾驶工况下不起作用, 不影响正常驾驶[9,10]。
在紧急避障的工况下, 通过仿真分析, 发现即使是在有电流补偿控制的情况下, 驾驶员也能及时避开具有一定宽度的障碍区。
3 基于d SPACE的实车试验
3.1 试验原理
在完成EPS电流补偿控制算法的理论研究和仿真试验后, 需要对该算法进行验证, 在本次试验中, 我们采用了d SPACE实时仿真系统, 可以大大缩短算法的验证周期和成本, 而且这套系统是基于Matlab/simulink的工作平台, 我们可以将在Matlab/simulink中开发的控制算法下载到d SPACE实时仿真系统中进行验证并实时改进。将d SPACE连接到如图6的所示位置, 取代原来的ECU, 在Controldesk中设置好要观察和修改的参数, 之后就可以进入试验流程了。
3.2 试验设备
本试验主要用到的试验设备有试验车辆1台、测力方向盘、信号采集仪、电流传感器、d SPACE快速原型、信号处理模块、H桥驱动电路。其中试验车辆是北斗星CH7140;测力方向盘采用了法国FGP公司生产的FCA7300-2-M5型测力方向盘, 该方向盘适用于工程机械、车辆及其他地面车辆;数据采集仪采用武汉优泰电子技术有限公司生成的UT3408FRS-ICP型24位采集仪;采集电机电流信号则采用霍尔电流传感器, 用来评价控制器和电机的响应性。试验设备的实物连接如图7所示。
3.3 试验数据采集与处理
在试验过程中, 采用蛇行试验, 其是用于评价车辆操纵稳定性的典型试验, 试验可以反映车辆在急剧转向时车辆的时域内动态性能, 试验路线如图8所示, 考虑到安全因素, 本文在试验中对电流补偿反馈系数进行了调整, 并将试验车速设为60 km/h。桩间距L=30 m。图9分别是原车转向器和电流补偿控制策略两组试验数据的处理结果。
试验结果证明, 电流补偿控制策略能有效提高大转角工况下的转向系统的阻尼, 改善驾驶员的“路感”, 验证了电流补偿控制策略的有效性。
4 结语
本文在针对高速大转角工况下的汽车横向稳定性问题时, 考虑到了轮胎模型和垂直载荷分配的非线性因素, 建立了整车模型。另外, 本文完成了对电流补偿控制策略的仿真和分析, 验证了其有效性。
参考文献
[1]左波.电动助力转向系统助力特性研究[D].武汉:武汉理工大学, 2009.
[2]曾群.纯电动汽车电动助力转向系统机理研究与设计[D].南昌:南昌大学, 2009.
[3]汽车操纵稳定性指标限值与评价方法[S].汽车行业标准, QC/T480-1999.
[4]胡康博.电动助力转向系统的建模与仿真研究[D].重庆:重庆大学, 2010.
[5]张剑威.汽车轮胎力学模型研究[D].武汉:武汉理工大学, 2006.