純電動(dòng)汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制器設(shè)計(jì)

【摘要】：隨著微電子技術(shù)和控制理論的發(fā)展,電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EPS)的適用范圍越來越廣泛。作為汽車行業(yè)未來發(fā)展的方向,純電動(dòng)汽車與EPS系統(tǒng)的適配已成為非常具有現(xiàn)實(shí)意義的研究熱點(diǎn)。本論文以純電動(dòng)汽車轉(zhuǎn)向軸助力式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)為研究對象,結(jié)合理論研究、系統(tǒng)建模仿真、臺架試驗(yàn)等方法對EPS系統(tǒng)進(jìn)行了深入的研究,主要研究內(nèi)容及工作如下：1)深入研究了電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的特點(diǎn)、工作原理,建立了機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及助力電機(jī)的數(shù)學(xué)模型。2)結(jié)合純電動(dòng)汽車特點(diǎn)及駕駛者對助力的要求,利用模糊控制的方法得到助力電流特性曲線。同時(shí),通過Matlab/Simulink平臺仿真,證明所設(shè)計(jì)的助力特性曲線達(dá)到了控制預(yù)期目標(biāo),有良好的助力特性。3)設(shè)計(jì)了基于滑模變結(jié)構(gòu)控制原理的助力電流跟蹤控制器。通過EPS系統(tǒng)進(jìn)行Matlab/Simulink建模及仿真,確定了控制器相關(guān)控制參數(shù),證明了設(shè)計(jì)的控制器對目標(biāo)助力電流具有良好的跟蹤能力。4)進(jìn)行了EPS系統(tǒng)控制器的軟硬件設(shè)計(jì)。詳細(xì)分析并設(shè)計(jì)了控制器硬件電路的主控芯片及信號輸入電路、電源匹配及電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。根據(jù)EPS系統(tǒng)工作流程設(shè)計(jì)了具體程序流程圖。5)在原車配件的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)并建立了EPS系統(tǒng)試驗(yàn)臺方案。確定了EPS系統(tǒng)試驗(yàn)臺的功能、組成、輸入信號模擬及采樣等方案。 【關(guān)鍵詞】：電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 助力特性曲線 滑模變結(jié)構(gòu)控制 計(jì)算機(jī)仿真 臺架設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：U469.72;U463.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-17
• 1.1 汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述11
• 1.2 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)特點(diǎn)及分類11-12
• 1.2.1 EPS系統(tǒng)的特點(diǎn)11-12
• 1.2.2 EPS系統(tǒng)的分類12
• 1.3 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢12-15
• 1.3.1 國外發(fā)展現(xiàn)狀12-14
• 1.3.2 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀14
• 1.3.3 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展趨勢14-15
• 1.4 本文主要內(nèi)容15-16
• 1.5 本文研究意義16-17
• 第2章 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)17-21
• 2.1 系統(tǒng)組成17
• 2.2 工作原理17-18
• 2.3 數(shù)學(xué)模型18-21
• 2.3.1 機(jī)械轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)模型18-19
• 2.3.2 助力電機(jī)模型19-21
• 第3章 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制策略21-34
• 3.1 助力特性曲線的研究21-30
• 3.1.1 助力特性曲線分類21-23
• 3.1.2 助力特性曲線的設(shè)計(jì)23-28
• 3.1.3 助力特性曲線效果分析28-30
• 3.2 助力電機(jī)控制方法30-31
• 3.3 助力電流跟蹤策略31-34
• 3.3.1 滑模變結(jié)構(gòu)控制的定義31-32
• 3.3.2 滑模變結(jié)構(gòu)控制器的設(shè)計(jì)32
• 3.3.3 基于準(zhǔn)滑動(dòng)模態(tài)的滑模變結(jié)構(gòu)控制器的設(shè)計(jì)32-34
• 第4章 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)仿真建模及模型分析34-44
• 4.1 Matlab/Simulink建模34-39
• 4.1.1 機(jī)械轉(zhuǎn)向系模塊34-36
• 4.1.2 助力電機(jī)模塊36-37
• 4.1.3 目標(biāo)助力電流模塊37
• 4.1.4 助力電流跟蹤模塊37-39
• 4.2 目標(biāo)電流跟蹤控制器模型分析39-44
• 4.2.1 基于PID原理的電流跟蹤控制器39-40
• 4.2.2 基于滑模變結(jié)構(gòu)原理的電流跟蹤控制器40-41
• 4.2.3 基于準(zhǔn)滑動(dòng)模態(tài)的滑模變結(jié)構(gòu)控制器41-44
• 第5章 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制器設(shè)計(jì)44-60
• 5.1 硬件設(shè)計(jì)44-51
• 5.1.1 微處理器45-46
• 5.1.2 電源轉(zhuǎn)換模塊46-47
• 5.1.3 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路47-49
• 5.1.4 輸入信號處理49-51
• 5.2 軟件設(shè)計(jì)51-57
• 5.2.1 程序開發(fā)及調(diào)試環(huán)境簡介52
• 5.2.2 助力控制程序設(shè)計(jì)52-57
• 5.3 試驗(yàn)臺的設(shè)計(jì)57-60
• 5.3.1 試驗(yàn)臺的功能58
• 5.3.2 試驗(yàn)臺的組成58
• 5.3.3 輸入信號的模擬與采樣58-60
• 第6章 結(jié)論與展望60-62
• 參考文獻(xiàn)62-66
• 致謝66-67
• 附錄67-68

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