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基于PMSM的汽车线控转向路感模拟控制器研究与实现
| 论文题名： | 基于PMSM的汽车线控转向路感模拟控制器研究与实现 |
| 关键词： | 汽车;线控转向系统;路感模拟控制器;设计理念;交流永磁同步电机 |
| 摘要： | 线控转向系统是一种新型转向系统，取消了方向盘与转向轮之间的机械连接，可灵活设计其角传递和力传递特性，对提高汽车的操纵稳定性、驾驶舒适性和主动安全性有重要意义。路感模拟控制器作为线控转向系统的关键组成部分，为驾驶员提供舒适的路感，其性能关系到行车安全。本文采用响应速度快、效率高、功率密度大的交流永磁同步电机(PMSM)作为路感电机，研究基于PMSM的汽车线控转向路感模拟控制器，主要完成以下工作: (1)研究线控转向系统路感模拟，设计控制器路感力矩 通过整车受力建模分析求解出路感力矩，研究车速、前轮转角、整车质量等参数对路感力矩的影响。利用SBW系统变传动比特性，设计了符合驾驶员习惯的路感力矩;为提高系统稳定性，设计容差区间路感力矩;基于安全性考虑，设计转向和回正状态路感力矩及限位控制，完善路感控制器力矩设计。 (2)提出基于PMSM的路感模拟控制器控制方案，并进行仿真验证 对PMSM模型进行分析，选择的解耦矢量控制方法作为该电机的控制策略。设计了力矩外环和电流内环的双闭环系统控制方案并进行仿真验证，仿真结果表明，系统控制方案设计正确可行。 (3)基于PMSM的路感模拟控制器的设计与实现 为节省SBW转向系统成本，基于PMSM路感电机转子电气角度获取方向盘转角，提出多点采样角度过零检测方法，准确获取方向盘转角信息。针对方向盘转角的波动现象，提出波动极值法判别方向盘转角变化方向，从而实现驾驶员的驾驶意图判别。完成了控制器的DSP最小系统、电流检测和力矩检测调理电路、电机驱动电路、角度解码电路及系统电源电路等硬件设计，同时完成了方向盘转角获取模块、转角变化方向判断模块、力矩控制模块和整体控制系统的软件设计。 (4)路感模拟控制器台架实验 为验证理论设计和建模仿真的正确性及路感控制器性能，进行了路感控制器台架实验。实验结果表明，路感模拟控制器驾驶意图判别准确，力矩跟随良好，达到设计要求。 |
| 作者： | 李凯 |
| 专业： | 信息与通信工程 |
| 导师： | 袁臣虎 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津工业大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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