基于Moto Trom的EPS试验台架的设计与验证

发布时间：2017-09-13 11:16

  本文关键词：基于Moto Trom的EPS试验台架的设计与验证

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【摘要】：电动助力转向系统(EPS)以"节能、安全、环保"的优点得到大规模使用。在EPS设计开发中,我国在控制算法和仿真试验中取得一系列成果,但是在EPS性能测试等台架方面的研究与国外的差距还是很大。在EPS开发中利用台架可以提高研发的进度、节省研发时间和成本,有利于产品的快速推广。台架试验在产品测试和验证中具有综合性能好、无破坏性、可重复、安全、经济、可控、不受气候条件和场地空间限制等优点。本文主要基于MotoTron平台对EPS试验台架进行研究和设计。首先,对EPS进行动力学分析,建立七自由度整车和Dugoff轮胎模型,并对汽车转向阻力矩进行分析,获得EPS动力学特性。然后,对直线型助力特性曲线进行设计,研究EPS基本助力PID控制和回正PID控制,并对控制参数进行整定,完成控制策略的设计。联合转向系统模型、汽车模型、轮胎模型和控制器进行仿真,在转向轻便性和回正性仿真试验中取得满意的控制效果。接着,利用MotoTron平台的快速原型开发软件MotoHawk对EPS控制器进行设计。在ECU选型、通信链路搭建和定义传感器、执行器等外围电路的管脚定义之后,完成开发环境和底层系统进行设置。利用MotoHawk中的模块完成控制策略的移植,在程序无误后,利用Greenhill编译和MotoTune对ECU进行程序刷写,完成EPS的ECU的快速原型开发。最后,设计EPS试验台架和进行验证性试验。在台架关键零部件选型后,利用MotoTune进行标定试验,获得输出特性曲线。运用PWM技术、H桥实现了对助力电机的驱动控制。利用EPS动力学特性计算转向阻力矩,采用伺服电机输出转向阻力矩,完成EPS转向阻力矩加载机构的搭建。按照国家标准,进行台架验证性测试,试验结果分析表明,所设计的台架功能满足需求,所设计的EPS控制器控制效果理想。
【关键词】：EPS Moto Tron 控制器 试验台架
【学位授予单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U467.52
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-18
• 1.1 汽车转向系统简介11-13
• 1.2 EPS试验台架国内外研究现状13-15
• 1.2.1 国外研究现状13-14
• 1.2.2 国内研究现状14-15
• 1.3 研究目的和意义15-16
• 1.4 研究内容16-17
• 1.5 本章小结17-18
• 第二章 EPS的组成和及整车仿真模型的建立18-33
• 2.1 EPS组成18-19
• 2.2 EPS关键零部件19-20
• 2.2.1 转矩传感器19
• 2.2.2 车速传感器19
• 2.2.3 助力电机19-20
• 2.2.4 电磁离合器20
• 2.2.5 减速机构20
• 2.2.6 电控单元20
• 2.3 EPS数学模型的建立20-23
• 2.3.1 转向系统模型20-22
• 2.3.2 助力电动机模型22-23
• 2.4 七自由度整车模型23-28
• 2.5 非线性Dugoff轮胎模型28-30
• 2.6 转向阻力分析30-32
• 2.6.1 原地或低速行驶转向阻力矩分析30-31
• 2.6.2 行驶转向阻力矩分析31-32
• 2.7 本章小结32-33
• 第三章 EPS助力特性及控制策略设计33-48
• 3.1 EPS的控制目标33-34
• 3.2 EPS系统基本控制类型34-35
• 3.3 EPS助力特性设计35-41
• 3.3.1 助力特性分析35-37
• 3.3.2 直线型助力特性曲线的设计37-41
• 3.4 EPS控制策略的设计41-45
• 3.4.1 助力控制策略41-43
• 3.4.2 回正控制策略43-45
• 3.5 仿真结果及分析45-47
• 3.5.1 转向轻便性仿真试验45-46
• 3.5.2 回正仿真试验46-47
• 3.6 本章小结47-48
• 第四章 基于Moto Tron的EPS控制器的设计48-58
• 4.1 Moto Tron简介48
• 4.2 硬件选型及管脚定义48-50
• 4.2.1 ECU选型48-49
• 4.2.2 通信链路的设计49-50
• 4.2.3 管脚定义50
• 4.3 开发环境和底层系统设置50-53
• 4.4 控制程序设计53-56
• 4.4.1 硬件驱动程序设计53-54
• 4.4.2 主程序的设计54-55
• 4.4.3 控制算法的实现55-56
• 4.5 编译及标定56-57
• 4.6 本章小结57-58
• 第五章 EPS试验台架设计与验证58-74
• 5.1 EPS台架功能分析58
• 5.2 EPS台架设计58-59
• 5.3 机械转向系统搭建59-60
• 5.4 传感器选型及标定60-64
• 5.4.1 转角传感器60-61
• 5.4.2 转矩传感器61-63
• 5.4.3 电流传感器63-64
• 5.5 助力电机系统设计64-67
• 5.6 转向阻力加载系统设计67-70
• 5.6.1 阻力矩加载方式67
• 5.6.2 转向阻力加载机构零件选型67-69
• 5.6.3 试验台架连接69-70
• 5.7 台架验证与分析70-72
• 5.8 本章小结72-74
• 第六章 总结与展望74-76
• 6.1 全文总结74
• 6.2 研究展望74-76
• 参考文献76-80
• 致谢80-81
• 附录A 符号含义81-82

【参考文献】

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本文编号：843372