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电动助力转向系统控制策略研究与控制器开发
| 论文题名： | 电动助力转向系统控制策略研究与控制器开发 |
| 关键词： | 电动助力转向系统;鲁棒控制;硬件电路设计;软件流程图;硬件测试;台架试验 |
| 摘要： | 转向系统是控制汽车行驶路线和方向的重要装置,其性能直接影响到汽车的操纵性能和稳定性能。由于电动助力转向系统(EPS.ElectricPower Steering)既能改善驾驶者的转向操纵感觉,又能减轻驾驶者的体力消耗,还能提高汽车的转向性能和安全性,且有利于环保,符合现代汽车电子化、智能化发展的要求,已成为现代动力转向技术研究的焦点。 首先,详细分析了EPS系统的基本构造及工作原理。运用拉格朗日方法得到电动助力转向系统的微分动力学方程,为了便于进一步的分析,将微分方程转化为状态空间方程,通过动态时域分析方法对所建模型初始状态下的性能进行分析。 接着,针对电动助力转向系统是一个多输入多输出,且含有一定程度非线性、时变环节的机电系统,具有结构性摄动和非结构性摄动等不确定性因素,引入了鲁棒控制策略,研究了性能指标和权函数的选择,并利用Matlab软件对控制策略进行仿真,研究了助力误差和路感的控制效果,验证控制策略的有效性。 再次,在ECU的硬件电路设计方面,本文主要涉及单片机芯片的选择、电机驱动电路设计与改进、过电流保护电路、继电器控制电路、电磁离合器控制及检测电路、信号采集电路(扭矩信号处理电路和车速及发动机转速信号处理电路)、电源电路、故障输出电路等。并且采用相关的硬件抗干扰的措施和方法。完成了控制器电路板设计工作,并进行了实物的研制。在软件方面,研究了EPS系统ECU的软件组成和工作流程图及算法实现。 最后,对开发的控制器硬件进行了部分测试,重点测试了与直流助力电机系统相关的硬件电路,特别是关键信号,如PWM信号、车速信号等。对研制的ECU在试验台架上实现功能试验、助力电流特征试验的实验验证。硬件电路测试和台架试验结果表明EPS控制器能可靠、稳定工作,并能初步实现助力功能。 |
| 作者： | 马洪启 |
| 专业： | 载运工具运用工程 |
| 导师： | 陆文昌 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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