發(fā)布時(shí)間：2019-07-05 18:34

【摘要】：隨著電子科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,汽車(chē)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)已經(jīng)逐漸舍棄了液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以及電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng),轉(zhuǎn)而向電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)全面發(fā)展。作為電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)核心元件的伺服電機(jī),特別是性能優(yōu)良的永磁同步電機(jī),也成為了許多專(zhuān)家與學(xué)者的研究對(duì)象。直接轉(zhuǎn)矩控制方法作為最新穎的電機(jī)控制方法也成為了研究熱點(diǎn)。本文在使用直接轉(zhuǎn)矩控制方法控制永磁同步電機(jī)的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制器,并設(shè)計(jì)了試驗(yàn)對(duì)控制器的控制效果進(jìn)行了驗(yàn)證。首先,本文論述了直接轉(zhuǎn)矩控制的理論和實(shí)現(xiàn)方法,并結(jié)合了空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù)的思想,以永磁同步電機(jī)為對(duì)象搭建了控制系統(tǒng),奠定了上層EPS控制策略的基礎(chǔ)。其次,本文設(shè)計(jì)了一種曲線型助力特性曲線,制定了EPS助力模式的控制策略,設(shè)計(jì)了EPS回正模式的觸發(fā)規(guī)則,使用汽車(chē)動(dòng)力學(xué)仿真軟件Carsim搭建了整車(chē)模型,使用Simulink搭建了汽車(chē)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)模型,并利用Carsim與Simulink的聯(lián)合仿真驗(yàn)證了本文設(shè)計(jì)的助力控制策略和回正控制策略的有效性。再次,本文選用TI公司的TMS320F2812作為EPS控制器的主控芯片。在此芯片的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了控制器硬件部分的電源電路、時(shí)鐘電路、JTAG調(diào)試接口電路和外部接口電路,以及電壓電流采集處理電路、逆變器及其驅(qū)動(dòng)隔離保護(hù)電路、CAN通信電路等。然后,本文使用Code Composer Studio (CCS)編譯軟件,編寫(xiě)了EPS控制器的軟件程序。包括了系統(tǒng)的初始化程序、主中斷程序、電機(jī)轉(zhuǎn)子初始位置確定子程序、AD轉(zhuǎn)換程序、SVM-DTC算法子程序等。最后,為了驗(yàn)證EPS控制器的有效性,本文進(jìn)行了永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制的臺(tái)架試驗(yàn)和電動(dòng)助力轉(zhuǎn)系統(tǒng)臺(tái)架試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明直接轉(zhuǎn)矩控制方法可以有效地控制永磁同步電機(jī),且本文設(shè)計(jì)的EPS控制器也提高了汽車(chē)的轉(zhuǎn)向輕便性和回正性能。
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圖片說(shuō)明：圖１．１邋ＥＰＳ結(jié)構(gòu)示意圖逡逑Ｆｉｇ１．１邋Ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ＨＰＳ逡逑
[Abstract]:With the rapid development of electronic science and technology, the automobile power steering system has gradually abandoned the hydraulic power steering system and the electronic control hydraulic power steering system, and turned to the electric power steering system in an all-round way. As the core component of electric power steering system, servo motor, especially permanent magnet synchronous motor (PMSM) with excellent performance, has also become the research object of many experts and scholars. As the most novel motor control method, direct torque control (DTC) has become a hot research topic. In this paper, on the basis of using direct torque control method to control permanent magnet synchronous motor (PMSM), the controller of electric power steering system is designed, and the control effect of the controller is verified by experiments. Firstly, the theory and implementation method of direct torque control are discussed, and combined with the idea of space vector pulse width modulation technology, the control system is built for permanent magnet synchronous motor (PMSM), which lays the foundation of EPS control strategy in the upper layer. Secondly, this paper designs a curved power characteristic curve, formulates the control strategy of EPS power mode, designs the trigger rules of EPS correction mode, uses the automobile dynamics simulation software Carsim to build the whole vehicle model, uses Simulink to build the vehicle steering system model, and verifies the effectiveness of the power control strategy and correction control strategy designed in this paper by using the joint simulation of Carsim and Simulink. Thirdly, the TMS320F2812 of TI Company is selected as the main control chip of EPS controller. On the basis of this chip, the power supply circuit, clock circuit, JTAG debugging interface circuit and external interface circuit, voltage and current acquisition and processing circuit, inverter and its drive isolation protection circuit, CAN communication circuit and so on are designed. Then, this paper uses Code Composer Studio (CCS) to compile the software and compiles the software program of EPS controller. Including the initialization program of the system, the main interrupt program, the motor rotor initial position determination subprogram, AD conversion program, SVM-DTC subroutine and so on. Finally, in order to verify the effectiveness of EPS controller, the bench test of direct torque control (DTC) of permanent magnet synchronous motor (PMSM) and the bench test of electric power rotation system are carried out in this paper. The experimental results show that the direct torque control method can effectively control the permanent magnet synchronous motor (PMSM), and the EPS controller designed in this paper also improves the steering portability and correction performance of the vehicle.
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：U463.4

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