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西华大学硕士学位论文基于直流无刷电机的汽车EPS控制系统研究姓名：陈国迎申请学位级别：硕士专业：动力机械及工程指导教师：陈翀20090501基于直流无刷电机的汽车EPS控制系统研究作者：陈国迎学位授予单位：西华大学相似文献(3条)1.学位论文韩立膑电动助力转向控制器设计2005近年来，由于交通拥挤的困扰，和对车辆驾驶舒适性、安全性程度的追求，电动助力转向技术越来越多地为人们所应用。而如何实现一种安全可靠且性能卓越的电动助力转向控制受到硬件、软件和其他技术发展程度的影响。本文对电动助力转向系统的核心——控制器的硬件进行设计，对硬件设计的功能、散热、电磁兼容以及可靠性进行了分析和探究。电动助力转向控制器的硬件是基于功能要求来设计的。本文的控制器硬件是基于模块化的设计。全部模块化电路有各自独立的功能,比如直流无刷电动机控制由一个无刷电机驱动芯片实现。系统控制的“核心”是一个高性能8位微控制器AT89C51CC03，微控制器的全部端口按电动助力转向系统(EPS)控制功能来分配。本文的控制器设计除了如传统电路设计那样仅关注功能之外，还针对电路的散热性能、电磁兼容和可靠性进行分析与设计。EPS控制器的热设计通过对EPS的各功率器件封装的热模型分析实现。比如MOSFET和电源芯片。计算各模块的功率损耗有两种方式：一种基于静态热模型，另一种是动态热模型。电磁兼容设计是本文另一个重点。首先给出信号完整性的四个需要关注的问题。其次阐述印刷电路板上互连线的设计步骤和计算板上互连线的尺寸。为了限制高频辐射电流，给出EPS控制器的接地概念——混合容性接地。最后，静电放电是电路的首要威胁，保护电路是一个阻容滤波器。参数的确定则来自于经验和试验。它的优点是便于实现和低成本。EPS控制器的可靠性设计依靠失效模型分析实现。将EPS控制器作为一个串联的可靠性模型进行可靠性预测，然后计算出平均无故障时间和系统失效率。根据可靠性理论，还推导了试验时间、样品数量和置信度的数学关系，并计算了样品数和试验时间。EPS控制器的CAN通信程序设计主要是对AT89C51CC03的CAN功能进行设计。阐述CAN通信程序原理，实现系统分析及数据测试，总结CAN通讯位定时参数的确定方法，为CAN通讯编程提供了快捷方法。此外是在线FLASH编程功能的实现。CAN通信程序采用模块化设计，具有可修改性和可移植性。采用C语言与单片机汇编语言混合编程，选用KeilC51开发环境。本文最后根据未来电动助力转向控制器的使用环境和车辆电子控制系统的测试与认可标准给出控制器的测试方案。2.学位论文孙兰兰自主避障系统的研究与设计2007自主避障的能力是移动机器人智能化程度的重要指标，也是智能型车辆安全行驶的重要保障。自主避障算法是避障功能的灵魂所在，传统的控制算法通常依赖于被控对象精确的数学模型和完整全面的环境信息。当控制过程相对复杂，参数众多，环境信息不全，被控对象的数学模型难以确定时，避障效果往往不能令人满意。基于上述情况，本文进行了自主避障系统的研究和设计，该系统主要包含前端采集模块，中央处理模块，控制执行模块和被控对象四个部分。前端采集模块包含了超声波测距系统和伪距差分GPS定位系统，分别用于检测行驶过程中障碍物到被控对象的距离以及实现被控对象的自身定位，数据通过RS232串行接口传送给中央处理模块中的上位计算机；中央处理模块根据前端采集到的数据，采用相应的避障控制算法得出控制信号发送给控制执行模块；控制执行模块接收到控制信号后，通过触发无刷电机驱动转向机构，改变被控对象的行驶方向，从而实现避障。避障控制算法设计上引入了模糊控制理论，将避障行为划分为寻踪和避障两大行为模式，两种行为模式在相应条件下可相互切换。分别建立了两种模式的模糊控制器，对被控对象的转向角进行控制，通过转向角大小控制步长，来实现转弯过程中的自然减速。文中分析了几种典型的陷阱环境，通过设置虚拟目标点的方法进行陷阱避让，给出了具体实现方案。在VisualBasic集成开发环境下，设计了控制仿真平台用于仿真避障导航的控制过程，通过几种典型障碍物环境下的避障实验，验证了该算法具有很好的避障效果。前端采集模块中完成了基于AT89C51单片机的超声波测距系统的软、硬件设计，并进行了测距实验，结果表明该系统的测量误差为±2％。借助伪距差分GPS定位系统来实现自身的定位，以弥补单纯由传感器检测环境信息的不足。文中介绍了伪距差分GPS的定位原理，以及GPS信号的接收和处理的实现过程。控制执行机构选用了无刷电机和电动助力转向机构，被控对象采用了智能避障、越障概念车，组成了完整的自主避障系统，设置了真实情况下的不同障碍物环境，进行实车自主避障实验。实验的结果跟仿真的避障导航的控制过程吻合，也验证了该自主避障控制系统具有一定的现实意义。3.学位论文程荣国商用车辆EPS系统总体设计及控制策略研究2008电动助力转向系统(ElectricPowerSteeringSystem，简称EPS)，是继液压助力转向系统后出现的一种新型动力转向系统，具有液压助力转向系统无法比拟的优势，它不仅能节约能源，提高安全性，还有利于环境保护，是一项紧扣现代汽车发展主题的高新技术，是汽车转向系统发展的必然趋势。论文充分利用了汽车工程、人机工程，自动控制、机电一体化等多学科知识对商用车辆电动助力转向系统进行了系统地研究。选定SX3042GP改装车作为商用车辆电动助力转向系统的装备目标车型，结合目标车辆，考虑转向性能和安装空间，选用整体循环球式电动助力转向系统方案。此方案将电动机、蜗轮蜗杆减速器、循环球式转向器等做成一个总成，结构紧凑，制造装配方便。对转矩位置传感器、驱动电机、减速器等部件进行了分析选型及参数确定，采用了5路输出信号的BI转矩位置传感器、永磁直流无刷电机、蜗轮蜗杆减速器。确定了B氏曲线为EPS系统助力特性及相应的特性参数。根据设计的EPS系统，建立了车辆二自由度数学模型、转向系统数学模型、电动机数学模型和PID控制器数学模型，据此建立MATLAB/Simulink仿真模型，对转向盘转矩阶跃输入下的车辆横摆角速度响应进行仿真分析，仿真结果表明：加载PID控制的车辆在转矩阶跃输入下，横摆角速度响应的超调量和调整时间有明显改善。论文确定了EPS系统控制策略的逻辑边界条件，对助力控制、回正控制、阻尼控制和惯性惯量、阻尼和摩擦补偿控制进行了分析研究。本文链接：授权使用：上海海事大学(wflshyxy)，授权号：dc23543d-d4d9-4ac8-b46e-9dd200cbfe51下载时间：2010年8月14日