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乘用车助力转向系统控制器的设计与研究
| 论文题名： | 乘用车助力转向系统控制器的设计与研究 |
| 关键词： | 乘用车;助力转向系统;控制器;优化设计 |
| 摘要： | 汽车电动助力转向系统（Electronic Power-assisted System）是一种用于辅助驾驶员改变或保持汽车行驶方向的专门机构。它作为现代汽车发展的一项高新技术，在未来汽车助力转向领域有着广阔的发展前景。汽车总线技术的飞速发展，又给EPS控制系统提出了更高的要求，即支持车身总线控制系统CAN总线协议，实现整车车身控制的联动与信息共享，以提升助力系统的性能和行车安全性。因此，开发支持CAN总线通讯的乘用车EPS控制系统，具有重要现实意义。 本文分析了国内外EPS、CAN总线技术的发展现状和趋势，介绍了EPS系统的工作原理，并以某款乘用车作为目标车型，根据其动力学特性分析其助力特性要求，选取了助力特性曲线及其相关参数。另外，详细分析了系统工作所采用的控制策略和CAN通信网络的组建。在此基础上，开发了基于CAN总线、以Freescale16位单片机MC9S12G128为核心的乘用车助力转向系统。 在硬件设计方面，设计了以微控制器为核心的硬件控制电路，并组建以CAN总线协议为核心的控制节点网络，其中尤为重要的电路设计包括电源电路、信号节点采集电路、电机驱动电路、故障检测电路以及CAN总线电路等，系统着重考虑了系统电源的稳定性并对硬件性能进行了优化设计，以提高系统工作的稳定性。 在软件设计方面，采用分层设计思想，编写了系统的软件控制程序，包括对CAN总线网络系统，EPS系统助力控制方式的软件设计，以及对于各个信号节点的数据采集和处理的软件设计，确定了对电机电流采用增量式数字 PID闭环跟踪控制方法。此外，还设计了针对系统出现故障时，进行故障检测和处理的程序，以确保系统安全可靠。 最后通过对EPS控制器进行CANoe在环仿真测试和硬件在环测试，结果表明：在整个系统中，能够实现车速、发动机转速、控制器状态等关键信息的共享，且具有一定的实时性；对于系统的助力转向特性，各项参数均符合设计要求。 |
| 作者： | 胡宗举 |
| 专业： | 物理电子学 |
| 导师： | 戴亚文 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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