论文摘要
汽车电动助力转向(Electric Power Steering System,简称EPS)控制系统是一种新型的汽车动力转向技术。与传统的液压助力转向系统相比,电动助力转向系统具有低速行驶时转向轻便,高速行驶时转向平稳,节约能源,有利于环保等诸多优点。近年来一直是汽车转向技术方面研究的热点,具有重要的研究价值和广阔的应用前景。本文首先介绍了汽车电动助力转向系统的基本组成和工作原理,利用DSP芯片丰富的硬件资源,设计了一种基于TMS320LF2407A微处理器芯片(DSP)控制的汽车电动助力转向系统。利用直流电动机转矩与电动机电流成正比的特性,采用控制电动机电枢电流的方法,实现助力控制。研究了系统助力特性曲线,对系统的助力控制提出了一种回正补偿控制策略,采用模糊PID控制算法对电机电流进行闭环控制;利用PWM技术控制电机电压,以调节助力电流的大小,达到助力转向的目的。本文进行了系统的硬件设计,包括H桥驱动电路,传感器信号处理电路,继电器和离合器控制电路等设计,在完成硬件电路和控制策略的基础上,进行了控制系统的软件开发设计。最后,实验结果表明,该系统具有良好的助力特性,验证了整个系统设计的正确性。
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摘要ABSTRACT1 绪论1.1 电动助力转向系统概述1.2 电动助力转向系统的国内外研究现状1.3 电动助力转向系统的研究意义1.4 本文研究的内容1.5 本章小结2 电动助力转向系统简介2.1 电动助力转向系统的组成和工作原理2.2 电动助力转向系统的类型2.3 电动助力转向系统的主要部件2.4 本章小结3 电动助力转向系统硬件设计3.1 电动助力转向系统硬件总体设计3.2 电动助力转向系统微处理器的选择3.2.1 TMS320LF2407A 芯片介绍3.2.2 TMS320LF2407A 电源电路设计3.3 电动助力转向系统输入通道的设计3.3.1 转矩传感器信号处理电路3.3.2 车速传感器信号处理电路3.3.3 点火信号处理电路3.3.4 电动机电流信号处理电路3.4 电动助力转向系统输出通道设计3.4.1 电动机驱动电路3.4.2 继电器驱动电路3.4.3 电磁离合器驱动电路3.4.4 警示灯驱动电路3.5 硬件的可靠性设计3.6 本章小结4 电动助力转向系统控制策略4.1 电动助力转向系统数学模型4.2 电动助力转向系统助力特性研究4.2.1 转向轻便性与路感的概念4.2.2 助力特性曲线4.2.3 补偿控制策略4.3 电动助力转向系统电动机电流控制策略4.3.1 PID 控制4.3.2 模糊 PID 控制4.3.3 仿真结果分析4.4 本章小结5 电动助力转向系统软件设计及实验分析5.1 电动助力转向系统软件总体设计5.2 主程序初始化5.2.1 I/O 口初始化5.2.2 ADC 初始化5.2.3 PWM 初始化5.3 中断服务子程序5.3.1 数字滤波程序5.3.2 ADC 中断服务子程序5.3.3 CAP 捕获中断服务子程序5.3.4 电动机电流控制算法程序5.4 实验结果分析5.5 本章小结结论参考文献致谢攻读学位期间已发表的学术论文及科研成果
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