純電動汽車用電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的研究

【摘要】：電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、節(jié)能環(huán)保以及可以改善轉(zhuǎn)向操縱性能和提高行駛安全性等優(yōu)點(diǎn)，逐步取代了液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，代表了未來助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展方向。純電動汽車是以解決環(huán)境問題和能源危機(jī)為代表的新能源汽車，以蓄電池為動力源、本身沒有內(nèi)燃機(jī)的特點(diǎn)，決定了其助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)要采用電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的必要性。另外，在電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制系統(tǒng)等方面，純電動汽車與傳統(tǒng)燃油汽車存在著差異。因此，研究純電動汽車用電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)具有重要的意義。 對電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的減速機(jī)構(gòu)以及控制系統(tǒng)進(jìn)行了深入研究。具體研究內(nèi)容和主要工作如下： 第一、通過對現(xiàn)有電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)減速機(jī)構(gòu)的研究，提出了用磁場調(diào)制式磁性齒輪作為電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的減速裝置，對磁場調(diào)制式磁性齒輪進(jìn)行了理論研究，設(shè)計了其用于電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)。 第二、對電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制策略和助力特性進(jìn)行了研究，確定了基本助力控制模式采用的控制策略；用模糊控制策略實(shí)現(xiàn)了純電動汽車用電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的助力特性曲線。仿真結(jié)果表明基于模糊控制的助力特性控制策略，符合純電動汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)實(shí)際轉(zhuǎn)向過程中對助力的要求。 第三、建立了電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)仿真模型，對電機(jī)電流的控制策略進(jìn)行了仿真分析。仿真結(jié)果表明，電流控制器針對目標(biāo)電流具有較高的響應(yīng)速度和良好的跟隨性，可以很好地滿足實(shí)際轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的使用要求。 第四、設(shè)計了純電動汽車用電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的電子控制單元的硬件方案和控制系統(tǒng)軟件流程圖。 【關(guān)鍵詞】：電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 純電動汽車 磁場調(diào)制式磁性齒輪 simulink仿真 電子控制單元
【學(xué)位授予單位】：河北聯(lián)合大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：U469.72;U463.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 引言10-11
• 第1章 文獻(xiàn)綜述11-18
• 1.1 課題來源11
• 1.2 汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述11-14
• 1.2.1 汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展11-12
• 1.2.2 汽車電動助力轉(zhuǎn)向系的分類及優(yōu)點(diǎn)12-14
• 1.3 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的國內(nèi)外發(fā)展研究概況14-16
• 1.3.1 國外發(fā)展概況14-15
• 1.3.2 國內(nèi)發(fā)展概況15-16
• 1.4 課題研究的意義16
• 1.5 課題研究的主要內(nèi)容16-17
• 1.6 本章小結(jié)17-18
• 第2章 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)減速機(jī)構(gòu)設(shè)計18-36
• 2.1 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)組成及工作原理18-19
• 2.1.1 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成18
• 2.1.2 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)工作原理18-19
• 2.2 EPS 系統(tǒng)用減速機(jī)構(gòu)的分析19-22
• 2.2.1 蝸輪蝸桿減速機(jī)構(gòu)19
• 2.2.2 滾珠式減速齒輪機(jī)構(gòu)19-20
• 2.2.3 行星齒輪減速機(jī)構(gòu)20-21
• 2.2.4 皮帶輪減速傳動機(jī)構(gòu)21
• 2.2.5 新型減速裝置——磁場調(diào)制式磁性齒輪21-22
• 2.3 磁場調(diào)制式磁性齒輪原理22-31
• 2.3.1 FMMG 變比原理23-24
• 2.3.2 FMMG 的二維有限元分析24-26
• 2.3.3 調(diào)磁環(huán)的磁場調(diào)制作用26-30
• 2.3.4 磁場調(diào)制式磁性齒輪靜態(tài)轉(zhuǎn)矩特性30-31
• 2.4 EPS 系統(tǒng)采用磁性齒輪的基本結(jié)構(gòu)31-32
• 2.5 EPS 系統(tǒng)用扭矩傳感器32-33
• 2.6 EPS 系統(tǒng)用助力電動機(jī)33-34
• 2.7 EPS 系統(tǒng)的電子控制單元34
• 2.8 本章小結(jié)34-36
• 第3章 純電動汽車 EPS 系統(tǒng)控制策略與助力特性36-50
• 3.1 EPS 系統(tǒng)控制模式36-37
• 3.1.1 助力控制模式36
• 3.1.2 回正控制模式36-37
• 3.1.3 阻尼控制模式37
• 3.2 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制策略研究37-40
• 3.2.1 EPS 系統(tǒng)控制策略對比分析37-39
• 3.2.2 助力控制策略的確定39-40
• 3.3 純電動汽車 EPS 系統(tǒng)助力特性40-42
• 3.3.1 助力特性的概述40
• 3.3.2 常用的助力特性曲線40-41
• 3.3.3 系統(tǒng)對助力特性曲線的要求41-42
• 3.4 純電動汽車 EPS 系統(tǒng)助力特性曲線設(shè)計42-49
• 3.4.1 助力特性目標(biāo)電流模糊控制器的設(shè)計42-46
• 3.4.2 目標(biāo)助力電流模糊控制器仿真分析46-49
• 3.5 本章小結(jié)49-50
• 第4章 EPS 控制系統(tǒng)仿真分析50-62
• 4.1 EPS 系統(tǒng)建模50-53
• 4.1.1 機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)模型50-52
• 4.1.2 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)模型52-53
• 4.2 機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)仿真53-56
• 4.2.1 機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng) Simulink 仿真模型建立53-55
• 4.2.2 機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)仿真分析結(jié)果研究55-56
• 4.3 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)仿真分析56-61
• 4.3.1 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)仿真模型56-59
• 4.3.2 仿真結(jié)果及其分析59-61
• 4.4 本章小結(jié)61-62
• 第5章 純電動汽車 EPS 系統(tǒng)電子控制單元設(shè)計62-70
• 5.1 EPS 系統(tǒng) ECU 整體控制結(jié)構(gòu)62
• 5.2 系統(tǒng)控制芯片選型及系統(tǒng)電路62-64
• 5.2.1 系統(tǒng)芯片選型62-63
• 5.2.2 系統(tǒng)主控電路63
• 5.2.3 系統(tǒng)電源電路設(shè)計63-64
• 5.3 電機(jī)功率主回路64-65
• 5.4 傳感器接口電路65-66
• 5.4.1 轉(zhuǎn)矩傳感器接口電路65
• 5.4.2 車速信號接口電路65-66
• 5.5 電流采集電路66-67
• 5.6 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計67-69
• 5.7 本章小結(jié)69-70
• 結(jié)論70-71
• 參考文獻(xiàn)71-75
• 致謝75-76
• 導(dǎo)師簡介76-77
• 作者簡介77-78
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集78

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