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汽车电动助力转向系统的研究与设计
| 论文题名： | 汽车电动助力转向系统的研究与设计 |
| 关键词： | 电动助力转向系统;硬件电路;串口通信;CAN总线;工作模式 |
| 摘要： | 近几年电子技术和电机控制技术进入高速发展的时代，不断有新技术出现，因而电动助力转向系统（Electric Power Steering System，简称EPS）取代液压动力转向之势已不可逆转，目前EPS系统已经成为车载助力转向的主流产品。本文深入研究了EPS系统的相关理论及其工作原理，在此基础上设计开发了系统的硬件电路和软件实现，并利用Simulink进行了系统仿真性能分析。 首先，本文介绍了电动助力转向系统的结构组织，分析了系统的工作原理和技术难点。研究了无刷直流电机控制的难点、重点，并提出相应的解决方法。 然后，介绍分析了助力控制、回正控制、阻尼控制三种系统工作模式并且设计了系统补偿控制。分析和比较了三种助力特性曲线，在此基础上设计了适用于本系统的助力曲线模型。介绍了模糊PID控制器相关原理，在结合经验值的基础上设计了适合本系统的模糊PID控制器。 本文的重点是设计开发了EPS系统的硬件电路。设计了采用Freescale公司的DSPMC56F8346作为CPU核心，三相电机驱动芯片IR2132作为驱动核心的主体电路。在此基础之上结合EPS的应用和车载的恶劣环境等特征设计出硬件控制平台，包括DSP最小系统电路（包括时钟电路、滤波电路、复位电路等）、电源转换电路、信号处理电路、助力电机驱动电路、通信电路以及故障保护电路等。其中通信电路由串口通信和CAN总线通信组成，用来与上位机和整车之间通信。并进行了硬件可靠性分析。 最后，在结合硬件单元设计的基础上开发了系统软件部分。本系统软件编程采用模块式设计思想，包括了主程序模块，系统初始化模块，工作模式判定模块，信号采集处理模块，PWM输出模块以及模糊PID控制模块。最后利用Simulink进行了系统仿真实验，结果表明，助力控制效果较好，助力特性符合设计要求。 |
| 作者： | 李鑫 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 李国洪;李强 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津理工大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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