汽车电动助力转向系统的实现及助力控制算法研究

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汽车电动助力转向系统(EPS—Electric Power Steering)是一种新型的汽车转向系统,与传统液压转向系统相比,具有体积小、重量轻、结构简单、安装和维修方便、节能环保等优点。电动助力转向采用电动机直接提供助力,助力大小由电控单元(ECU)控制,能广泛应用于轿车、客车、货车等众多车型,是一项紧扣现代汽车发展主题的高新技术。 在本论文中,首先介绍了电动助力转向系统的概况、结构及工作原理,然后在参考相关技术文献的基础上,将系统简化物理模型分割成三个组件,分别对每个组件进行受力分析,并基于牛顿运动定律建立起该组件的动力学方程,建立了EPS数学模型。 其次,对电动助力转向系统的控制策略进行了研究,分析了系统的控制模型和助力特性曲线,详细介绍了电机电流模糊PID控制器设计。在MATLAB7.1下构建了系统仿真模型,对助力电机电流的数字PID控制和模糊PID控制进行了仿真分析。 最后,对电动助力转向系统进行了系统设计。硬件方面,控制芯片选用了TI公司TMS320LF2407型DSP,设计了直流电机驱动板及相关的信号调理电路。然后采用模块化的设计思想,进行了实现前面的既定控制策略的软件设计,并对系统进行了软硬件联调。系统调试结果充分验证了设计方案的可行性和正确性。
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