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近些年来,电动助力转向系统(EPS)在操纵稳定性、驾驶舒适性以及行驶安全性都有卓越的性能优势,EPS正逐渐取代液压助力转向系统,成为转向系统的首选助力形式。电机作为EPS系统执行机构,其控制性能直接影响到系统性能。本课题主要开展对EPS系统中的永磁同步电机控制研究工作。一方面,在不同工况下,助力电机输出的转矩和转速具有较高的跟随性;另一方面,助力电机转矩脉动应尽可能降低,达到驾驶员可接受的范围。本文主要从EPS系统基本助力控制策略、电机FOC控制、弱磁控制、死区补偿等方面对课题进行研究,主要完成了以下研究工作:(1)EPS基本助力控制分析及建模分析EPS基本助力控制工作原理,根据实际需求,确定助力参数,设计曲线型基本助力控制策略。基于设计的曲线型基本助力控制模型,按照系统要求建立二阶滤波补偿器模块来提高系统的稳定性。(2)永磁同步电机FOC控制分析及建模研究FOC控制原理,搭建了永磁同步电机控制在不同坐标系下的数学模型,建立Pi控制模型和空间矢量脉宽调制模型。基于Simulink建立了永磁同步电机FOC控制模型,并通过仿真来验证模型的准确性。(3)永磁同步电机弱磁控制策略仿真研究研究了永磁同步电机弱磁原理,分析了电流矢量在弱磁过程中的变化趋势,提出了一种基于转速和转矩的弱磁控制方法。利用Simulink搭建了弱磁控制模型,并应用于电机FOC控制模型中,进行仿真验证工作。(4)死区效应分析及死区补偿策略仿真研究研究了死区效应产生的机理,为了对控制模型进行死区补偿,提出一种利用卡尔曼滤波过滤电流谐波,重构三相电流来判断静止轴系所处扇区,并确定补偿电压的算法。基于Simulink建立死区补偿模型并进行仿真工作来验证算法的有效性。(5)基于电机性能试验台试验验证及联合模型仿真工作根据试验要求,搭建了永磁同步电机性能试验台架,并对所建立的死区补偿算法进行试验验证。建立Simulink&Carsim联合仿真模型,针对不同转向操作进行仿真验证,分析电机在EPS控制系统中的输出性能。