电动助力转向系统(Electric Power Steering,简称EPS)是一种新型的动力转向系统,与传统的助力转向系统相比,它具有结构简单、重量轻、体积小、节能环保、安装及维修方便等优点。EPS系统采用电动机直接提供转向助力,助力的大小由助力特性曲线确定,然后通过电子控制单元分析、计算并控制,能实时根据汽车的行驶工况提供合理的转向助力,使汽车在低速行驶时转向有良好的轻便性,在高速行驶时转向有良好的操纵稳定性。目前EPS系统已成为动力转向技术研究的焦点。本文首先论述了电动助力转向系统的优点、国内外的研究现状、结构组成、工作原理及分类。详细分析了电动助力转向系统各个部件的选取方案。在简要介绍助力特性曲线的类型及选取方案的基础上,通过借鉴国内外参考文献计算确定了本文所用到的助力特性曲线。其次,控制芯片选用Freescale公司MC9S12DG128单片机,设计了电动助力转向系统电子控制单元的硬件电路,包括电源电路、转矩信号处理电路、车速信号处理电路、电动机驱动电路、电磁离合器电路、电流传感器信号处理电路等。简单介绍了电动机的结构、工作原理及PID控制,建立了电动机的数学模型。最后,通过MATLAB/Simulink建立了电动助力转向系统仿真模型,并将数字PID电流控制方法应用于电动机控制模型中,依据电流形式的助力特性,实现了对目标电流的PID闭环控制。通过仿真表明,EPS控制系统有良好的助力性能、跟踪性和稳定性,能满足低速行驶时的轻便性和高速行驶时操纵稳定性。