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基于永磁同步电机的EPS控制器设计
| 论文题名： | 基于永磁同步电机的EPS控制器设计 |
| 关键词： | 电动助力转向;永磁同步电机;EPS控制器;空间矢量脉宽调制;回正控制 |
| 摘要： | 随着汽车相关技术的进步和发展,汽车动力转向系统经历了分别以液压助力转向系统、电控液压助力转向系统、电动助力转向系统为主流的多个发展阶段。与前两者相比,电动助力转向系统具有结构紧凑、能耗低、易于装配等优点,是汽车动力转向系统的未来发展方向之一。本文在采用永磁同步电机作为 EPS助力电机的基础上,进行了EPS控制器的设计。 首先,本文论述了矢量控制的核心思想以及坐标变换的具体过程,详细介绍了空间矢量脉宽调制技术的基本思路和具体操作步骤,并应用矢量控制方法和空间矢量脉宽调制技术搭建了永磁同步电机底层控制系统,为上层EPS控制策略的制定奠定了基础。 其次,本文设计了一种易于调整的参数化曲线型助力特性曲线,制定了合适的回正控制模式触发规则和回正控制策略,使用汽车动力学仿真软件Carsim和Simulink搭建了整车模型、控制系统模型、驾驶员模型和路面模型,并利用联合仿真试验验证了本文设计的助力控制策略和回正控制策略的有效性。 再次,本文选用ST公司的STM32F103ZET6作为EPS控制器的主控芯片,以此芯片为核心设计了电源电路、主控芯片最小系统电路、传感器信号采集电路、电机驱动电路、CAN通信电路和故障指示电路,并解决了EPS控制器的大电流承载问题和MOSFET散热问题。 然后,本文使用RealView MDK开发套件,基于ST公司的固件库函数和电机控制库函数编写了EPS控制器的软件程序。EPS控制器软件包括了系统初始化程序、电机转子位置确定程序、方向盘转角信号处理程序、位置式PID控制程序、AD转换与DMA程序以及永磁同步电机控制程序等模块。 最后,为了验证EPS控制器的有效性,本文按照有关国家标准进行了EPS样机实车试验。试验结果表明 EPS控制器有效地提高了试验汽车的转向轻便性和转向回正性能。 |
| 作者： | 金诚 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 王其东 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 合肥工业大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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