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基于模糊控制的电动助力转向伺服系统的研究
| 论文题名： | 基于模糊控制的电动助力转向伺服系统的研究 |
| 关键词： | 汽车工程;电动助力转向;伺服系统;模糊控制 |
| 摘要： | 电动助力转向(Electric Power Steering, EPS)系统是一种新型的车辆转向动态控制系统,与机械转向系统和液压助力转向系统相比,它具有更好的抗干扰性能、燃油经济性能、低温启动性能、安全性和环保性能等,这些优点使之成为当前转向系统研发和汽车技术发展的重点项目之一。论文首先分析了EPS的研究背景、意义及国内外发展情况,探讨了EPS系统的结构、原理,简单介绍了其关键部件(包括助力电机、主控芯片、扭矩传感器、离合器、继电器等)。在此基础上建立了EPS系统的动力学模型,并进一步变换得到了适合控制的状态空间模型,通过对初始系统模型的动态性能进行仿真,分析了其零初始状态下的性能,指出了研究对象非控制状态下的动态性能非常脆弱。为此采用基于极点配置的状态反馈控制策略,极大地抑制了来自路面的低频振荡,大大增强了系统的稳定性。在对模糊控制理论和电动助力转向控制系统原理分析的基础上,采用模糊控制算法获取EPS助力特性,并对目标电流进行反馈跟踪控制。系统仿真结果表明：基于已有测试数据建立的模糊控制规则有效、可靠,模糊控制器能够很好地实现EPS助力特性曲线。然后详细分析了EPS系统的功能,以DSP TMS320F28335为微处理器设计了电子控制单元(Electronic Control Unit. ECU)。主电路采用可逆双极式PWM技术,利用两片IR2110驱动H桥式电路来控制电动机,从而实现助力转向功能。重点介绍了H桥电路的三种工作模态、功率驱动电路等。接着介绍了DSP软件设计的总体结构,编制了相应的软件程序,程序采用基于中断的模块化设计方法,实现了数据采集、电机电流PID闭环控制,以及故障报警等功能。最后介绍了自主研制的台架试验装置,对所设计的硬件电路和软件系统进行了台架试验,在不同车速下采集了相关的试验数据并做出了分析,结果表明EPS实现了良好的转向助力效果。 |
| 作者： | 刘金虹 |
| 专业： | 电力电子与电力传动 |
| 导师： | 张辉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西安理工大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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