汽车大灯调节器PMSM交流伺服加载测试系统的设计

发布时间：2023-02-13 15:26

　　汽车大灯作为保证行车安全的重要部件之一,为驾驶者提供良好的照明,同时不产生炫目。在夜晚行车时,路况变化、装载量的变化、制动和加速度控制等情况都会引起车身倾斜角度发生变化,进而使大灯的光束倾斜角发生变化。大灯调节器通过调节前大灯倾斜角度,确保其投射高度在合适范围内,保证良好的照明效果和行车安全。本文根据汽车大灯调节器的检测流程及工厂提出的自动化检测要求,采用上下位机结合的方式,设计出大灯调节器自动加载测试系统。系统对调节器施加规定的负载阻力模拟其实际工作状况,在各个控制电压阶段实时采集调节器的待测参数,通过与检测方案中的参数比较来判断该调节器的性能好坏。其中如何精确模拟负载阻力是系统设计的关键。为获得精确的模拟负载,本文通过对机械、电液、电动三种加载方式的特点分析,并结合汽车大灯调节器加载过程中的特点,选择永磁同步电机(PMSM)加载的电动式加载方式。制定了加载测试系统的总体方案,通过齿轮齿条传动机构将伺服电机旋转运动转换为直线式运动,从而实现对调节器水平方向上的力加载。下位机设计出调节器加载测试的硬件电路平台,完成对调节器的参数检测。其中主要包括:电源、控制电压产生电路,电压电流测量电...

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外伺服加载系统研究现状
    1.3 加载测试系统的关键问题
    1.4 论文的主要研究内容
2 大灯调节器加载测试系统总体方案设计
    2.1 大灯调节器概述
        2.1.1 大灯调节器工作原理
        2.1.2 调节器检测性能指标
    2.2 加载测试系统整体方案设计
        2.2.1 系统检测方案
        2.2.2 工作流程分析
    2.3 加载台机械结构及工作原理
        2.3.1 加载台机械结构
        2.3.2 加载系统工作原理
    2.4 主要元器件选型
        2.4.1 伺服电机选型
        2.4.2 伺服驱动器选型
        2.4.3 主要传感器选型
    2.5 本章小结
3 控制系统硬件设计
    3.1 系统硬件设计
        3.1.1 系统硬件构架
        3.1.2 控制芯片的选用
    3.2 调节器供电电源设计
        3.2.1 LM317输入端电压
        3.2.2 LM317调节端电压
        3.2.3 555定时器过压保护电路
    3.3 调节器控制电压设计
    3.4 力及电流信号采集
    3.5 位移信号采集
    3.6 驱动器参数设置及驱动电路设计
        3.6.1 扭矩模式
        3.6.2 位置模式
    3.7 通讯接口设计
        3.7.1 RS232通讯
        3.7.2 RS485通讯
    3.8 本章小结
4 控制系统软件设计
    4.1 软件系统程序构架
    4.2 信号采集子程序
        4.2.1 数字量信号采集
        4.2.2 模拟量信号采集
    4.3 电机控制子程序
        4.3.1 速度与加速度测量
        4.3.2 模糊自适应PID算法子程序
    4.4 通讯子程序
        4.4.1 基于MODBUS协议的通讯机制
        4.4.2 串口通讯的实现
    4.5 工艺参数的存储
    4.6 本章小结
5 模拟加载系统仿真与实现
    5.1 加载单元数学模型
        5.1.1 PMSM电机模型
        5.1.2 电机驱动器模型
        5.1.3 齿轮齿条模型
        5.1.4 弹性元件模型
        5.1.5 加载机构输出模型
    5.2 多余力分析
        5.2.1 多余力矩产生原因
        5.2.2 位置干扰
        5.2.3 多余力抑制策略的选取
    5.3 模拟加载控制策略分析
        5.3.1 前馈补偿控制原理
        5.3.2 模糊PID控制
        5.3.3 前馈-反馈复合控制的应用
    5.4 模拟加载仿真与分析
    5.5 现场实验
    5.6 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果
致谢



本文编号：3741971