线控转向系统实验台研究

论文摘要

汽车线控转向系统的成功开发必须进行大量的实车试验,实车试验需要消耗大量的物力、人力、财力,如果在实车试验之前进行必要的台架试验,为后续实车试验获得某些基本参数与算法,是非常有益的。因此,对线控转向系统实验台进行系统的研究有着非常重要的意义。本论文研究工作主要包括以下几方面内容:1.在对线控转向系统国内外研究现状进行分析的基础上,详细阐述线控转向系统的结构、性能特点、发展趋势;提出了开发线控转向系统实验台的目的、意义和国内外研究现状;最后确定了本文的技术路线。2.对线控转向系统实验台的方案进行了设计。建立了线控转向系统动力学模型,阐述了实验台工作原理与基本功能,并对实验台用到的硬件进行了选择。该实验台的硬件选择主要包括转向器的选择、联轴器的选择、电动机的选择及各个传感器的选择。3.应用宏晶科技公司的STC12C5410AD单片机芯片开发了线控转向试验台的电控单元。并设计了电控单元的外围电路和电动机驱动电路。4.在开发了ECU硬件的基础上,对其进行了软件程序设计。主要包括主程序设计、A/D转换程序设计、PWM程序设计和串口通信程序设计。5.应用Visual C++6.0串行通信控件MSComm,设计了线控转向系统的人机交互界面。可将系统中传感器采集的信号通过A/D转换后,实时的输入到人机界面,便于对系统参数进行控制。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的提出
• 1.2 汽车转向系统概述
• 1.2.1 机械转向系统
• 1.2.2 液压助力转向系统
• 1.2.3 电液助力转向系统
• 1.2.4 电动助力转向系统
• 1.2.5 线控转向系统
• 1.3 线控转向系统概述
• 1.3.1 线控转向系统的结构
• 1.3.2 线控转向系统的性能特点
• 1.3.3 国外线控转向系统的发展概况
• 1.3.4 国内线控转向系统的发展概况
• 1.3.5 线控转向系统的发展趋势
• 1.4 开发线控转向系统实验台的目的和意义
• 1.5 国内外线控转向系统实验台的建设情况
• 1.6 本文主要研究内容
• 1.7 本文的技术路线
• 第二章 线控转向系统实验台的方案设计
• 2.1 线控转向系统动力学模型的建立
• 2.1.1 降阶建模思想
• 2.1.2 系统动力学模型的建立
• 2.2 实验台工作原理与基本功能
• 2.2.1 实验台的工作原理
• 2.2.2 实验台实现的功能
• 2.3 实验台硬件选择
• 2.3.1 转向器的选择
• 2.3.2 电动机的选择
• 2.3.3 联轴器的选择
• 2.3.4 供电电源的选择
• 2.3.5 传感器的选择
• 第三章 线控转向系统实验台电控单元硬件设计
• 3.1 电控单元的功能和设计的方法
• 3.2 微处理器的选择
• 3.2.1 STC12C5410AD 单片机的主要性能
• 3.2.2 选择STC12C5410AD 的原因
• 3.3 线控转向系统实验台ECU 外围电路设计
• 3.3.1 电源电路
• 3.3.2 时钟电路
• 3.3.3 复位电路
• 3.3.4 UART 异步串行通信接口电路
• 3.3.5 信号调理电路
• 3.4 电动机驱动电路设计
• 3.4.1 直流电动机的PWM 控制原理
• 3.4.2 直流电动机驱动电路分类
• 3.4.3 电动机驱动模块设计
• 3.5 控制器硬件资源分配
• 第四章 线控转向系统实验台的软件设计
• 4.1 主程序设计
• 4.2 A/D 转换程序设计
• 4.3 PWM 程序设计
• 4.4 串口通讯程序设计
• 4.5 数字滤波程序设计
• 第五章 线控转向系统实验台人机交互界面设计
• 5.1 串行通信概述
• 5.2 MSCOMM 的介绍
• 5.3 线控转向系统实验台人机交互界面设计
• 5.4 人机交互界面部分程序
• 5.4.1 初始化串口
• 5.4.2 传送数据的部分程序
• 5.4.3 界面功能的简要说明
• 结论与建议
• 一、结论
• 二、本文不足与建议
• 参考文献
• 攻读学位期间取得的研究成果
• 致谢