非接触式方向盘转角检测算法的研究

发布时间：2017-08-12 09:12

  本文关键词：非接触式方向盘转角检测算法的研究

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【摘要】：随着电动助力转向系统、电子稳定系统等在汽车中的广泛应用,如何设计出一款量程大、精度高的方向盘转角传感器成为汽车电子厂商及相关机构的研究热点。为了更好的满足上述智能控制系统的需求,本文基于非接触式磁效应检测原理提出了一种均值滤波算法与分段函数算法,完成了方向盘转角传感器的高精度输出与大量程检测。首先,根据对方向盘转角检测精度的要求,设计了相应的角度测试平台与角度检测系统。其中,角度测试平台以光栅编码器的高精度角度为基准,采用同轴旋转的方案来对待测样机进行检测;而角度检测系统以三齿轮机械结构为基础,通过磁场强度分析、电路原理图设计来对方向盘的转动角度进行检测。其次,利用小齿轮算法的高精度与游标原理算法的高可靠性,提出了均值滤波算法,该算法避免了传统游标原理算法的差值误差,更精确的反应了角度传感器的角度精度;通过游标原理算法与角度传感器的特性提出了一种分段函数算法,该算法不需要调整三齿轮之间的齿数关系即可对方向盘的转角检测量程进行扩展,解决了其随着检测量程的增加检测精度线性下降这一问题。最后,分别对游标原理算法与均值滤波算法、分段函数算法的输出角度进行灵敏度、线性度等静态性能分析,验证了本文所提算法在精度提高、量程扩展方面的优越性。
【关键词】：非接触 方向盘转角传感器 大量程 高精度
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-12
• 1.1 课题研究背景及意义8-9
• 1.2 方向盘转角检测研究现状9-11
• 1.2.1 国外研究现状9-10
• 1.2.2 国内研究现状10-11
• 1.2.3 国内外研究现状简析11
• 1.3 本文主要研究内容11-12
• 第2章 角度测试平台12-18
• 2.1 引言12
• 2.2 角度的检测与显示12-14
• 2.2.1 角度检测12-13
• 2.2.2 角度显示13-14
• 2.3 转向轴控制14-16
• 2.3.1 自动控制14-15
• 2.3.2 手动控制15-16
• 2.4 数据采集16-17
• 2.5 本章小结17-18
• 第3章 方向盘转角检测系统18-29
• 3.1 引言18
• 3.2 三齿轮机械结构分析18-19
• 3.3 方向盘转角检测磁场强度分析19-20
• 3.4 方向盘转角检测电路原理图设计20-28
• 3.4.1 微控制器模块20-21
• 3.4.2 CAN通信模块21-24
• 3.4.3 角度检测模块24-26
• 3.4.4 电源管理模块26-28
• 3.5 本章小结28-29
• 第4章 方向盘转角检测算法29-44
• 4.1 引言29
• 4.2 游标原理算法分析29-32
• 4.3 双齿轮算法分析32-35
• 4.3.1 大测量齿轮算法32-34
• 4.3.2 小测量齿轮算法34-35
• 4.4 均值滤波算法35-40
• 4.4.1 可靠性改善35-37
• 4.4.2 精度提高37-40
• 4.5 分段函数算法40-43
• 4.6 本章小结43-44
• 第5章 方向盘转角检测信号标定44-50
• 5.1 引言44
• 5.2 灵敏度标定44-45
• 5.3 线性度标定45-47
• 5.4 迟滞误差标定47-48
• 5.5 重复性标定48-49
• 5.6 本章小结49-50
• 结论50-51
• 参考文献51-55
• 附录55-58
• 致谢58

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