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汽车电动助力转向系统(EPS)控制器的设计
| 论文题名： | 汽车电动助力转向系统(EPS)控制器的设计 |
| 关键词： | 汽车电动助力转向系统;电控单元;稳定性;数字PID;控制方法 |
| 摘要： | 电动助力转向系统EPS(Electric Power-assisted Steering)是随着液压式助力转向系统HPS(HydraulicPower-assisted Steering)出现的一项用于汽车领域的新型转向技术。与传统的助力转向系统相比，具有节油、无污染、小巧轻便、易调整以及适应性强等优点。电动助力转向系统通过传感器采集作用在方向盘上的转矩信号以及车速信号，通过电子控制器来控制连接在传动轴上的助力电机，从而产生相应方向和大小的辅助动力。本文将从EPS控制器的关键技术入手分析，结合具体的项目展开对EPS控制器的设计，包括具体的硬件电路设计和软件设计。 本课题从电动助力转向系统的基本原理及其关键技术入手，分别对直流电机的控制、助力特性、回正及阻尼控制策略和PID控制算法进行了介绍以及分析研究；然后对本次EPS的设计进行了总体方案制定，分为了硬件总体方案和软件总体方案；接着对EPS控制器的硬件系统进行了详细设计，硬件系统部分包括了五大部分，分别为：控制芯片的选择、供电电路的设计、信号输入输出电路的设计、驱动电路的设计以及故障检测电路的设计；同时对EPS控制器的软件系统进行了详细设计，软件系统部分包括了四大部分，分别为：信号采集任务、助力运算任务、PID控制任务以及故障检测任务；最后对EPS控制器进行了整体性能测试，其中包括了整体测试方案的制定、控制器稳定性和跟随性的测试以及信号采集测试，并且对控制器稳定性进行了优化工作。 最终控制器的设计实现了最大电流25A的控制，实际电流与目标电流之间的延迟控制在2ms以内，并且控制精度(实际电流/目标电流)在98％以上。同时，控制器将具有过压保护、过流保护以及过温保护等故障自检功能，并且会将这些故障信号以LED灯闪烁方式显示出来，符合了对于汽车转向系统性能的相关规定，基本可以胜任微型汽车对转向系统的要求，为以后装备到微型车辆奠定了良好的基础。 |
| 作者： | 张磊 |
| 专业： | 软件工程 |
| 导师： | 陆生礼;陈恬 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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