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线控转向中路感控制系统设计及算法分析
| 论文题名： | 线控转向中路感控制系统设计及算法分析 |
| 关键词： | 转向系统;路感控制;无刷直流电机;转矩闭环 |
| 摘要： | 随着汽车底盘集成控制技术的发展及电子产业的完善，越来越多的线控系统将取代传统的机械传动装置。线控转向系统取消了方向盘与转向车轮之间的机械连接，其角传递和力传递是通过传感器、控制器及执行器来完成的。这种全新的转向系统不仅摆脱了传统转向系统的各种限制，而且也易于与其他系统进行一体化协调控制。路感控制系统作为线控转向系统的关键组成部分，为驾驶员提供包含路面状况和车辆行驶状态等信息的回正力矩，其性能直接关系到线控转向系统的推广和应用。本文主要针对路感控制系统进行研究，包括路感再现算法、控制系统软硬件设计及功能验证。 首先，对线控转向系统的结构、工作原理和发展概况进行介绍，在综合分析国内外关于路感控制系统的研究成果后，给出了路感的获得方法。针对路感控制系统关键部件方向盘转角传感器，设计CAN通信的应用层协议，确定了以此传感器信号为基础的驾驶意图辨识方法。在分析传统汽车转向时路感的来源后，通过对方向盘总成进行动力学建模，建立了以车速和方向盘转角为变量的路感再现算法，并利用Matlab/Simulink平台上进行了仿真验证。仿真结果表明:利用该算法得到的回正力矩可较好地模拟传统汽车的路感特性。 其次，对路感控制系统的功能要求进行了分析，开发了以数字信号控制器dsPIC30f4012为核心的硬件电路。主要侧重于路感电机和主控ECU选型、引脚定义、CAN通信接口及电机功率驱动电路设计等。采用模块化编程思想对程序结构进行了划分，设计了主程序、初始化程序、电机控制子程序，给出了电机换相、转向判断及电流闭环控制的具体实现方法。 最后，使用实验室现有设备对路感控制系统进行了调试和功能验证。利用CANalyzer软件和CANcaseXL接口卡对转向过程中方向盘转角信号及电机电流值进行了监控。结果表明:本文设计的控制系统在硬件电路和软件程序上可以满足线控转向系统路感模拟的要求，电机具有良好的电流跟踪特性。本文对路感控制系统进行了深入研究，为进一步开发线控转向系统奠定了基础。 |
| 作者： | 苏延霞 |
| 专业： | 汽车电子工程 |
| 导师： | 杨胜兵 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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