汽車電動助力轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)研究與開發(fā).pdf

1、電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EPS)憑借其高效、節(jié)能、環(huán)保等一系列優(yōu)點,在微型車和轎車上獲得了廣泛的應(yīng)用,已有取代傳統(tǒng)的液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(HPS),成為汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主流的趨勢。
　　本文旨在研究汽車EPS的控制策略及控制器的開發(fā),主要工作及創(chuàng)新點有:
　　通過對EPS的結(jié)構(gòu)和EPS組成各部件的分析,結(jié)合EPS的工作原理,建立了EPS的數(shù)學(xué)模型及狀態(tài)方程模型,為EPS的研究奠定了理論基礎(chǔ)。
　　通過對 EPS控制應(yīng)遵循的規(guī)律和經(jīng)典

2、直線型、折線型和曲線型助力特性曲線的分析,提出了基于三次B樣條曲線的助力特性曲線的設(shè)計方法,設(shè)計了平滑的二階連續(xù)助力特性曲線,可按需設(shè)計任意類型的助力曲線,滿足不同車型和不同用戶的要求。
　　提出了基于運行工況的EPS控制策略。通過對汽車轉(zhuǎn)向工況的分析,提出了包括助力控制、回正控制、主動阻尼控制等控制策略,設(shè)計了EPS控制器,討論了控制器各參數(shù)對控制效果的影響,給出了控制器參數(shù)整定方法。
　　提出了基于無角度傳感器的EPS補

3、償控制方法。通過相位超前補償?shù)姆椒p小轉(zhuǎn)矩傳感器轉(zhuǎn)矩信號的相位誤差,提高了系統(tǒng)的響應(yīng)速度。采用前饋控制的方法,即加快了系統(tǒng)響應(yīng)速度,又保證了控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度。建立助力電機角速度觀測器,解決了EPS無角度傳感器的控制問題,提出了 EPS電流補償控制方法,提高了轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的敏感度和回正快速性,降低了回正時的振動和回正超調(diào),有效地增強了駕駛員的“路感”。
　　提出了基于滑模的EPS控制策略。針對EPS需解決的在轉(zhuǎn)向盤小轉(zhuǎn)角度范圍內(nèi),轉(zhuǎn)向

4、“靈”的問題;在轉(zhuǎn)向盤大轉(zhuǎn)角范圍內(nèi),轉(zhuǎn)向“輕”的問題,提出了全橋/半橋平滑切換的控制方法,推導(dǎo)了全橋/半橋平滑切換公式,較好地解決了EPS的非線性控制問題。
　　根據(jù)EPS的結(jié)構(gòu)和工作原理并利用DSP芯片豐富的硬件資源,構(gòu)建了EPS的整體控制方案,設(shè)計并開發(fā)了以DSP為核心的控制器。研究了 EPS的軟件結(jié)構(gòu),給出了EPS軟件的總體方案,完成了控制系統(tǒng)軟件的模塊化設(shè)計,給出了主控程序和控制子模塊的算法和詳細(xì)說明。
　　進(jìn)行了臺