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汽车电动助力转向控制系统设计与开发
| 论文题名： | 汽车电动助力转向控制系统设计与开发 |
| 关键词： | 汽车工程;电动助力转向;电子控制器;数据采集;PID控制;PWM模块 |
| 摘要： | 由于电动助力转向系统具有环保节能、助力特性可调、安全性高等优点，许多汽车企业和研究单位已经将其做为重点研发项目之一，其中，电子控制器硬件开发和控制软件是其核心技术之一。 本文首先分析了各种助力转向系统的特点，重点研究了电动助力转向系统的结构和动力学模型，提出了基于PID的控制策略，并利用Matlab/Simulink工具建立了电动助力转向系统中的转向轴动力学、齿条动力学和助力电机数学模型，并建立了助力特性曲线，进行了无助力、有助力以及PID控制助力的仿真计算，经过对比分析，证明该PID控制机理能够较准确控制助力大小，效果良好。 本文重点设计并开发了电动助力转向系统的控制器硬件及控制软件。硬件设计方面主要包括：选取了飞思卡尔MC9S12系列单片机作为EPS系统CPU，设计了单片机最小系统电路(包括时钟电路、滤波电路、电源电路、复位电路等)；采用LM2576芯片设计了稳压电源电路；方向盘转矩传感器信号和车速信号调理电路、助力电机驱动电路以及通信电路等。助力电机驱动电路由电机专用驱动芯片TD340驱动；通信电路主要由串口通信和CAN总线通信组成，实现与PC机和整车通信；控制软件方面主要编写了单片机的A/D转换程序、PWM模块和脉冲捕捉模块程序以及相关寄存器配置方法。 利用LabVIEW软件设计了EPS的上位机监控程序，实现了控制器与计算机之间的通信，可以方便地对相关实验数据进行数据显示、图形绘制、数据保存和动态比较，完成数据采集的全自动过程。 为了验证控制器硬件和软件的可靠性，在试验台架上进行了实验研究，主要包括无助力与有助力对比、转矩对电流影响、车速对电流影响、方向盘回正控制等试验，结果表明，控制器硬件部分性能良好、工作稳定可靠；软件控制效果较好，助力特性符合设计要求。转向系统稳定性较好，同时方向盘上无明显抖动，手感良好，为下一步的装车试验做好了准备。 |
| 作者： | 钱学武 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 马明星 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 扬州大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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