汽车电动助力转向系统控制技术的研究

本论文来源于横向课题——汽车电动助力转向系统(Electric PowerSteering,简称EPS)的研制,旨在研究基于稀土永磁直流电动机驱动的微型轿车用动力转向控制技术。 论文首先介绍了汽车电动助力转向系统基本构成、工作原理,并在参考相关技术文献的基础上对系统各组成部件进行了简化和受力分析,得到了整个EPS系统的传递函数;其次针对汽车动力转向的特点,对系统各组成部件进行了选型,研究了直流电动机正反转的主功率H桥式逆变电路,提出了采用受限单极控制方式提高系统主功率电路工作的可靠性;根据EPS系统技术要求,研究了系统目标助力特性方程,提出了基于高性能P87C591单片机的控制方案,利用P87C591单片机丰富的硬件资源和PWM斩波技术构建了一硬件电流闭环电路对电机输出电流(转矩)进行调节;同时为了提高驾驶员的操纵稳定性,提出了EPS系统助力转向过程中的两种工作方式,即助力控制和阻尼控制。在此基础上,本文详细介绍了系统各部分的硬件电路设计和软件设计。 最后论文给出了实验室试验和道路试验,其测试结果表明该EPS系统具有良好的电动助力转向性能,达到了预期目标。