汽车EPS系统控制策略及台架试验研究

发布时间：2017-08-19 10:21

  本文关键词：汽车EPS系统控制策略及台架试验研究

  更多相关文章： EPS系统 控制策略 建模仿真 软硬件设计 台架试验

【摘要】：电动助力转向系统(Electric Power Steering System,简称EPS)是一种新型动力转向系统,能有效提高汽车的行驶安全性、操纵稳定性和驾驶舒适性。EPS可实现助力特性调整并且节能环保,在汽车使用燃料日益减少的趋势下,该技术成为汽车转向系统发展的必然。本文以汽车EPS系统的简化结构模型为基础,建立其系统的数学模型。以能耗及电动机的目标助力电流与实际助力电流间的差值最小为目标,对其控制策略进行研究,在Matlab软件中构建其模型并进行仿真分析,通过台架试验研究验证控制策略的可行性。首先,对汽车EPS系统的结构模型建立其数学模型,并根据转向时的轻便性以及路感等要求,设计出适合的直线型助力特性曲线。随后对EPS系统的稳定性进行验证,通过EPS系统的Bode图可知,在本文所研究的直线型助力特性范围内,其系统是否稳定。其次,在MATLAB/SIMULINK中建立EPS系统各组成部件以及控制策略的模型,并进行仿真分析,验证控制策略对EPS系统控制的有效性。随后对EPS系统的控制器进行软硬件设计,此控制器以主控芯片dsPIC30F6010A为平台进行数据的处理与运算。最后,在电动助力转向试验台上,进行EPS系统的启动及空载、控制策略可行性以及功能特性等试验,进一步验证控制策略对EPS系统控制的可行性以及软硬件设计的合理性。
【关键词】：EPS系统 控制策略 建模仿真 软硬件设计 台架试验
【学位授予单位】：东北林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.4
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 绪论7-13
• 1.1 转向系统的发展历程7-8
• 1.2 电动助力转向系统概述8-10
• 1.2.1 EPS系统的基本结构与工作原理8-9
• 1.2.2 EPS系统的类型与控制策略9-10
• 1.3 国内外EPS系统的研究现状及发展趋势10-12
• 1.3.1 国内外EPS系统的研究现状10-11
• 1.3.2 EPS系统的发展趋势11-12
• 1.4 论文研究的意义与主要内容12-13
• 1.4.1 论文研究的意义12
• 1.4.2 论文研究的主要内容12-13
• 2 EPS系统的力学分析与数学建模13-24
• 2.1 EPS系统结构的简化模型13
• 2.2 EPS系统的力学分析与数学模型的建立13-16
• 2.2.1 EPS系统力学分析13-14
• 2.2.2 EPS系统数学模型14-16
• 2.3 EPS系统的助力特性概述与设计原则16-17
• 2.4 助力特性曲线类型的选择与设计17-21
• 2.4.1 助力特性曲线的类型17-18
• 2.4.2 助力特性曲线的设计18-21
• 2.5 EPS系统的稳定性分析21-23
• 2.6 本章小结23-24
• 3 EPS系统的控制策略研究与仿真分析24-38
• 3.1 EPS系统的控制策略概述24
• 3.2 PID控制策略24
• 3.3 LQG最优控制策略24-29
• 3.3.1 最优控制概述24-27
• 3.3.2 LQG最优控制理论27
• 3.3.3 LQG最优控制器设计27-29
• 3.4 EPS系统的Simulink建模及仿真29-37
• 3.4.1 主要组成部件的Simulink建模29-30
• 3.4.2 PID控制策略的Simulink建模与仿真分析30-33
• 3.4.3 基于PID和LQG联合控制策略的建模与仿真分析33-37
• 3.5 本章小结37-38
• 4 EPS系统的软硬件设计38-53
• 4.1 EPS系统的硬件设计38-45
• 4.1.1 EPS控制器整体硬件框架38
• 4.1.2 单片机系统38-39
• 4.1.3 电源电路与信号处理电路39-43
• 4.1.4 电机驱动电路43-44
• 4.1.5 EPS系统故障保护电路44-45
• 4.2 EPS控制系统的软件设计45-52
• 4.2.1 EPS软件系统概述及主程序设计45-46
• 4.2.2 A/D信号采集46-47
• 4.2.3 车速信号采集47-48
• 4.2.4 控制策略算法程序设计48-49
• 4.2.5 PWM驱动控制程序设计49-51
• 4.2.6 软件抗干扰51-52
• 4.3 本章小结52-53
• 5 汽车EPS系统台架试验研究53-60
• 5.1 台架试验目的53
• 5.2 台架试验仪器53
• 5.3 试验内容与结果分析53-59
• 5.3.1 启动及空载试验53-54
• 5.3.2 EPS系统控制策略可行性试验54-56
• 5.3.3 EPS系统功能特性试验56-59
• 5.4 本章小结59-60
• 结论60-61
• 参考文献61-64
• 攻读学位期间发表的学术论文64-65
• 致谢65-66

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：700174