汽车电动助力转向系统控制技术的研究

发布时间：2017-06-04 22:17

  本文关键词：汽车电动助力转向系统控制技术的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本论文来源于横向课题——汽车电动助力转向系统(Electric PowerSteering,简称EPS)的研制,旨在研究基于稀土永磁直流电动机驱动的微型轿车用动力转向控制技术。 论文首先介绍了汽车电动助力转向系统基本构成、工作原理,并在参考相关技术文献的基础上对系统各组成部件进行了简化和受力分析,得到了整个EPS系统的传递函数;其次针对汽车动力转向的特点,对系统各组成部件进行了选型,研究了直流电动机正反转的主功率H桥式逆变电路,提出了采用受限单极控制方式提高系统主功率电路工作的可靠性;根据EPS系统技术要求,研究了系统目标助力特性方程,提出了基于高性能P87C591单片机的控制方案,利用P87C591单片机丰富的硬件资源和PWM斩波技术构建了一硬件电流闭环电路对电机输出电流(转矩)进行调节;同时为了提高驾驶员的操纵稳定性,提出了EPS系统助力转向过程中的两种工作方式,即助力控制和阻尼控制。在此基础上,本文详细介绍了系统各部分的硬件电路设计和软件设计。 最后论文给出了实验室试验和道路试验,其测试结果表明该EPS系统具有良好的电动助力转向性能,达到了预期目标。
【关键词】：汽车 电动助力转向 单片机 脉宽调制 阻尼 助力特性
【学位授予单位】：西北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：U463.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-16
• 1．1 课题研究目的与意义8-12
• 1．1．1 汽车转向系统概述8-9
• 1．1．2 几种动力转向的比较9-12
• 1．2 国内外研究现状12-14
• 1．3 主要研究工作14-16
• 第2章 EPS系统构成及其建模16-28
• 2．1 EPS系统总体构成16-22
• 2．1．1 EPS系统组成及工作原理16-17
• 2．1．2 EPS系统关键部件及其特性17-20
• 2．1．3 EPS系统类型及其特点20-22
• 2．2 EPS系统建模22-28
• 2．2．1 EPS系统受力分析22-23
• 2．2．2EPS系统建模23-28
• 第3章 系统总体方案设计28-46
• 3．1 硬件设计方案28-37
• 3．1．1 主控芯片选型28-29
• 3．1．2 执行电动机选型29-30
• 3．1．3 扭矩传感器选型30-31
• 3．1．4 主功率逆变器及其控制方式选择31-36
• 3．1．5 基于P87C591单片机的ECU硬件框图设计36-37
• 3．2 系统控制策略37-43
• 3．2．1 系统助力与路感的关系37-38
• 3．2．2 电机输出转矩控制38-41
• 3．2．3 EPS两种控制方式41-43
• 3．3 系统软件设计43-46
• 3．3．1 软件设计的基本原则43-44
• 3．3．2 系统软件设计方案44-46
• 第4章 系统硬件设计46-64
• 4．1 P87C591单片机概述46-47
• 4．2 电源变换电路47-48
• 4．3 功率驱动电路48-53
• 4．3．1 22V升压电路49-52
• 4．3．2 功率驱动工作原理52-53
• 4．4 输入信号接口电路53-57
• 4．4．1 扭矩传感器接口电路53-54
• 4．4．2 车速信号处理电路54-56
• 4．4．3 发动机转速信号处理电路56-57
• 4．5 PWM斩波电路57-59
• 4．5．1 电流检测电路57-58
• 4．5．2 三角波形成电路58
• 4．5．3 PWM斩波原理58-59
• 4．6 故障检测及复位电路59-64
• 4．6．1 离合器驱动及检测电路59-60
• 4．6．2 故障灯驱动电路60-61
• 4．6．3 电池电压检测电路61
• 4．6．4 温度检测电路61-62
• 4．6．5 电机检测电路62
• 4．6．6 复位电路62-64
• 第5章 系统软件设计64-76
• 5．1 软件设计概述64
• 5．2 主程序设计64-66
• 5．3 助力特性算法及其子程序66-71
• 5．4 定时器T2中断子程序71-72
• 5．5 数字滤波子程序72-74
• 5．6 看门狗子程序74-76
• 第6章 系统试验76-83
• 6．1 实验室试验76-79
• 6．1．1 EPS试验台组成76-77
• 6．1．2 安全性试验77
• 6．1．3 电机助力特性试验77-79
• 6．2 道路试验79-83
• 6．2．1 实验车型及条件79-80
• 6．2．2 试验项目及其结果分析80-83
• 第7章 结束语83-87
• 7．1 总结与创新之处83-84
• 7．2 系统存在的问题及改进措施84-85
• 7．3 展望85-87
• 硕士期间发表论文87-88
• 致谢88-89
• 参考文献89-93
• 附录93-98

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 余为清;熊国良;梁占峰;;电动助力转向系统助力特性曲线的分析与改进[J];拖拉机与农用运输车;2011年03期

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 辛京;基于快速控制原型的汽车电动助力转向系统研究和开发[D];青岛理工大学;2010年

2 杨树松;电动助力转向系统的控制研究[D];河南科技大学;2011年

3 黄正丹;电动助力转向系统回正及阻尼控制策略研究与实现[D];重庆大学;2011年

4 刘爱博;基于H_∞的电动助力转向系统控制器设计与研究[D];华东交通大学;2011年

5 孙英强;基于DSP的电动助力控制系统[D];华东理工大学;2012年

6 付通;电动助力转向控制策略的研究与检测电路的设计[D];大连理工大学;2006年

7 王金归;电动助力转向控制系统研究[D];重庆大学;2006年

8 朱思斌;汽车电动助力转向系统特性研究[D];哈尔滨工业大学;2006年

9 戴亦宗;基于ARM的汽车电动助力转向与悬架集成控制系统的研究[D];江苏大学;2007年

10 冯引安;汽车电动助力转向系统建模及控制算法研究[D];重庆大学;2007年

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本文编号：422296