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原文传递电动助力转向控制器设计

论文题名：	电动助力转向控制器设计
关键词：	电动助力转向;散热;电磁兼容;硬件设计;功率损耗
摘要：	近年来，由于交通拥挤的困扰，和对车辆驾驶舒适性、安全性程度的追求，电动助力转向技术越来越多地为人们所应用。而如何实现一种安全可靠且性能卓越的电动助力转向控制受到硬件、软件和其他技术发展程度的影响。本文对电动助力转向系统的核心——控制器的硬件进行设计，对硬件设计的功能、散热、电磁兼容以及可靠性进行了分析和探究。电动助力转向控制器的硬件是基于功能要求来设计的。本文的控制器硬件是基于模块化的设计。全部模块化电路有各自独立的功能,比如直流无刷电动机控制由一个无刷电机驱动芯片实现。系统控制的“核心”是一个高性能8位微控制器AT89C51CC03，微控制器的全部端口按电动助力转向系统(EPS)控制功能来分配。本文的控制器设计除了如传统电路设计那样仅关注功能之外，还针对电路的散热性能、电磁兼容和可靠性进行分析与设计。 EPS控制器的热设计通过对EPS的各功率器件封装的热模型分析实现。比如MOSFET和电源芯片。计算各模块的功率损耗有两种方式：一种基于静态热模型，另一种是动态热模型。电磁兼容设计是本文另一个重点。首先给出信号完整性的四个需要关注的问题。其次阐述印刷电路板上互连线的设计步骤和计算板上互连线的尺寸。为了限制高频辐射电流，给出EPS控制器的接地概念——混合容性接地。最后，静电放电是电路的首要威胁，保护电路是一个阻容滤波器。参数的确定则来自于经验和试验。它的优点是便于实现和低成本。 EPS控制器的可靠性设计依靠失效模型分析实现。将EPS控制器作为一个串联的可靠性模型进行可靠性预测，然后计算出平均无故障时间和系统失效率。根据可靠性理论，还推导了试验时间、样品数量和置信度的数学关系，并计算了样品数和试验时间。 EPS控制器的CAN通信程序设计主要是对AT89C51CC03的CAN功能进行设计。阐述CAN通信程序原理，实现系统分析及数据测试，总结CAN通讯位定时参数的确定方法，为CAN通讯编程提供了快捷方法。此外是在线FLASH编程功能的实现。CAN通信程序采用模块化设计，具有可修改性和可移植性。采用C语言与单片机汇编语言混合编程，选用Keil C51开发环境。本文最后根据未来电动助力转向控制器的使用环境和车辆电子控制系统的测试与认可标准给出控制器的测试方案。
作者：	韩立膑
专业：	仪器仪表工程
导师：	田蔚风;顾林祥
授予学位：	硕士
授予学位单位：	上海交通大学
学位年度：	2005
正文语种：	中文