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汽车EPS用永磁同步电动机控制系统的研究
| 论文题名： | 汽车EPS用永磁同步电动机控制系统的研究 |
| 关键词： | 汽车转向系统;永磁同步电动机;控制系统;永磁无刷直流电机;驱动电机;制动性能;电动助力转向系统;液压动力转向系统;模糊控制;永磁同步电机;直流电动机;系统数字化;控制鲁棒性;电磁离合器;操纵稳定性;装配效率;转子磁场;转矩脉动;运行平稳;原理 |
| 摘要： | 汽车电动助力转向(EPS)系统凭借其高效、节能、耐严寒、增强了随动性、改善回正特性、提高操纵稳定性、环保、包装和装配效率高、维护保养方便及易于调整等一系列优点，在微型车和轿车上获得了广泛的应用，有可能取代传统的液压动力转向系统(HPS)而成为汽车转向系统的主流。 在低端的EPS产品中大多采用永磁有刷直流电机，直流电机所用电刷产生的机械摩擦，带来了噪声、火花、电磁干扰以及寿命短等致命弱点，降低了EPS的可靠性和安全性能。所以，在后续的EPS系统中多采用永磁无刷直流电机(BLDCM)，但其转矩脉动显著、运行不够平稳，使得驾驶者对转向盘的手感很差。另外，采用大减速比(60:1)的减速机和电磁离合器，增加了系统的复杂性和成本。因此，研究开发一种新型的、适应于EPS的驱动电机及其控制系统，对提高EPS的性能具有重要意义。 本文在综述分析EPS结构与工作原理及其采用的各种驱动电机的基础上，提出了采用永磁同步电动机作为驱动电机的观点，详细论述了永磁同步电动机转子磁场定向矢量控制的基本原理及其i<,d>=0的控制方案，从而达到直流电动机同样良好的调速性能和起、制动性能。另外，本文对空间电压矢量(SVPWM)调制方法及其实现方面做了详细的理论阐述。为提高永磁同步电机的伺服性能，本文采用将模糊控制与传统PID控制相结合的方法，吸取了模糊控制智能性和PID控制鲁棒性强的优点，构成模糊PID控制。 本文利用MATLAB/SIMULINK软件对SVPWM调制、模糊PID控制等多方面进行了仿真，结果表明永磁同步电动机作为驱动电机起动迅速、跟踪性能良好、运行平稳、可靠，完全能达到采用直流电机的电动助力转向系统的性能，并且可以克服直流电机的一些固有缺点。另外，在控制系统数字化实现方面进行了大量的研究，介绍了控制系统硬件电路的构成，包括DSP控制器及其它一些电路，完成了系统的初步硬件设计。 |
| 作者： | 范心明 |
| 专业： | 电机与电器 |
| 导师： | 程小华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华南理工大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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