电动助力转向系统的控制及试验研究

作     者：李武波 

作者单位：华南理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：迟永滨

授予年度：2011年

学科分类：082304[工学-载运工具运用工程] 08[工学] 080204[工学-车辆工程] 0802[工学-机械工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：电动助力转向 在环试验台 模拟车速 MDV-STM32-107开发板 

摘      要：随着现代电子控制技术的进步和汽车工业的发展,人们对汽车转向系统提出了更高的要求。电动助力转向系统采用电能取代传统液压能,与汽车发展中的环保、节能、安全三大主题相吻合,具有广阔的发展和应用前景。电动助力转向系统的研发已被我国列为高新科技产业项目之一。 电动助力转向系统根据转矩、转角和车速传感器的输入信号,ECU通过设定的控制策略和控制算法控制电动机提供合适的助力矩,以实现汽车行驶转向的轻便性、安全性和良好路感的要求。本文研究方向为转向轴助力式EPS控制系统的研究及在环仿真试验台的设计与试验结果分析,主要研究成果如下: 一、通过对转向轴助力式EPS总体结构、工作原理和性能要求的分析,完成在环仿真试验台机械结构方案设计;二、分析了助力特性曲线的三种模式（直线型、折线型和曲线型）的特点,设计要求及设计方法,并基于模糊推理法完成了助力特性曲线的设计,结果表明采用模糊推理法设计的曲线符合EPS助力控制的要求;三、详细阐述了EPS系统的控制策略:电流控制策略采用经典PID闭环控制;针对助力控制的特点,助力控制策略采用相位超前补偿、惯性补偿电流和阻尼补偿电流策略;确定了随方向盘转角变化的目标电流回正控制策略。完成了助力控制与回正控制模式的动力学模型的建立。 四、基于MATLAB/SIMULINK软件完成EPS系统的助力控制与回正控制的计算机仿真。仿真结果表明:助力控制满足转向轻便性、良好的转向路感等要求;回正控制满足快速性、准确性和稳定性要求。 五、完成EPS系统的台架试验台控制系统硬件设备的设计,其中控制系统的上位机控制单元为工控机,下位机控制单元为MDV-STM32-107开发板;并基于Visual C++6.0和Keil uVision软件平台完成上、下位机控制系统程序的编制,并在完成的台架试验台上完成EPS台架试验并对试验结果进行分析。