本文關(guān)鍵詞：基于模糊控制的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 汽車(chē)電子化是當(dāng)前汽車(chē)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。繼電子技術(shù)在發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器、制動(dòng)器和懸架等系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用之后,國(guó)內(nèi)外轎車(chē)和輕型汽車(chē)采用電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向(Electric Power-assisted Steering,簡(jiǎn)稱EPS)系統(tǒng)逐步取代傳統(tǒng)液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)采用電動(dòng)機(jī)直接提供助力,助力大小由電控單元(ECU)控制,具有助力大小可調(diào)、路感良好、環(huán)保、節(jié)能和維修方便等優(yōu)點(diǎn),是當(dāng)前汽車(chē)技術(shù)發(fā)展的研究熱點(diǎn)和前沿技術(shù)之一。 本文首先論述了EPS系統(tǒng)的特點(diǎn)、工作原理和結(jié)構(gòu),對(duì)EPS系統(tǒng)的關(guān)鍵部件如轉(zhuǎn)矩傳感器、電動(dòng)機(jī)以及電子控制單元等進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明,為系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和部件選型提供了依據(jù)。 接著從助力特性和控制策略兩方面對(duì)EPS系統(tǒng)進(jìn)行了深入細(xì)致的研究。設(shè)計(jì)了基于模糊控制的電動(dòng)機(jī)助力電流的決策方法,得到了在不同車(chē)速和轉(zhuǎn)向盤(pán)力矩輸入下的助力特性曲線,曲線表明基于模糊控制的助力控制策略是符合實(shí)際EPS系統(tǒng)在轉(zhuǎn)向過(guò)程中對(duì)助力的要求的;并對(duì)提高汽車(chē)駕駛舒適性和操縱穩(wěn)定性的轉(zhuǎn)向阻尼控制和回正控制策略進(jìn)行了討論。在此基礎(chǔ)上,建立EPS系統(tǒng)仿真模型,設(shè)計(jì)了電動(dòng)機(jī)電流的PID和自適應(yīng)模糊PID控制器。仿真結(jié)果表明,電流控制器針對(duì)目標(biāo)電流具備較高的響應(yīng)速度和良好的跟蹤性,所制定的助力控制策略和電流控制方法可以很好滿足實(shí)際轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的使用要求。 最后,給出了一整套EPS系統(tǒng)ECU硬件設(shè)計(jì)方案,詳細(xì)介紹了永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路和電動(dòng)機(jī)與EPS系統(tǒng)控制策略相對(duì)應(yīng)的三種工作模式。根據(jù)EPS系統(tǒng)的功能要求,給出了ECU軟件組成和工作流程圖。 本文所研究的內(nèi)容為EPS系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)提供了重要理論基礎(chǔ)和設(shè)計(jì)方法,具有實(shí)際指導(dǎo)意義。
【關(guān)鍵詞】：電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向 助力特性 模糊控制 電子控制單元
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類(lèi)號(hào)】：U463.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 第1章 緒論12-19
• 1.1 汽車(chē)動(dòng)力轉(zhuǎn)向技術(shù)的發(fā)展12-15
• 1.1.1 動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述12
• 1.1.2 傳統(tǒng)液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)12-13
• 1.1.3 電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)13-14
• 1.1.4 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)14
• 1.1.5 汽車(chē)動(dòng)力轉(zhuǎn)向技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)14-15
• 1.2 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)15-17
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀17
• 1.4 本文的研究目的與主要內(nèi)容17-19
• 第2章 EPS 系統(tǒng)的工作原理與部件選型19-29
• 2.1 EPS 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理19-20
• 2.2 EPS 系統(tǒng)的分類(lèi)20-21
• 2.3 EPS 系統(tǒng)的主要部件21-28
• 2.3.1 轉(zhuǎn)矩傳感器21-23
• 2.3.2 車(chē)速傳感器23
• 2.3.3 電動(dòng)機(jī)23-26
• 2.3.4 電磁離合器26-27
• 2.3.5 減速機(jī)構(gòu)27-28
• 2.3.6 電子控制單元28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 第3章 EPS 系統(tǒng)助力特性和控制策略的研究29-45
• 3.1 EPS 系統(tǒng)的控制目標(biāo)29-30
• 3.2 助力特性理論分析30-35
• 3.2.1 路感及路感強(qiáng)度30-32
• 3.2.2 助力特性的概念32-33
• 3.2.3 EPS 系統(tǒng)助力特性曲線33-35
• 3.3 EPS 系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向助力控制35-43
• 3.3.1 電動(dòng)機(jī)助力電流的決策35-40
• 3.3.2 EPS 系統(tǒng)助力特性圖40-42
• 3.3.3 EPS 系統(tǒng)助力控制模糊控制器的實(shí)現(xiàn)42-43
• 3.4 EPS 系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向阻尼控制43-44
• 3.5 EPS 系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向回正控制44
• 3.6 本章小結(jié)44-45
• 第4章 EPS 系統(tǒng)建模與仿真結(jié)果分析45-59
• 4.1 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)建模45-49
• 4.1.1 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)結(jié)構(gòu)45
• 4.1.2 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)方程45-47
• 4.1.3 EPS 系統(tǒng)仿真模型的建立47-49
• 4.2 電動(dòng)機(jī)目標(biāo)電流的控制策略49-55
• 4.2.1 PID 控制策略49-52
• 4.2.2 自適應(yīng)模糊 PID 控制策略52-55
• 4.3 仿真結(jié)果及其分析55-58
• 4.3.1 電動(dòng)機(jī)電流控制仿真結(jié)果與分析55-57
• 4.3.2 EPS 系統(tǒng)助力控制仿真結(jié)果與分析57-58
• 4.4 本章小結(jié)58-59
• 第5章 EPS 系統(tǒng)的ECU 硬件及軟件實(shí)現(xiàn)59-74
• 5.1 ECU 硬件概述及基本構(gòu)成單元59-60
• 5.2 單片機(jī)系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)60-64
• 5.2.1 MC9Sl2DP256 單片機(jī)的特點(diǎn)60-61
• 5.2.2 MC9Sl2DP256 單片機(jī)系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)61-64
• 5.3 驅(qū)動(dòng)控制電路設(shè)計(jì)64-67
• 5.4 EPS 系統(tǒng)永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的三種基本控制方式67-69
• 5.4.1 電動(dòng)機(jī)常規(guī)控制67-68
• 5.4.2 電動(dòng)機(jī)阻尼控制68
• 5.4.3 電動(dòng)機(jī)回正控制68-69
• 5.5 傳感器接口設(shè)計(jì)69-70
• 5.6 EPS 系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)70-73
• 5.6.1 系統(tǒng)初始化模塊70-71
• 5.6.2 主程序模塊71
• 5.6.3 主循環(huán)模塊71-72
• 5.6.4 電流閉環(huán)控制模塊72
• 5.6.5 傳感器輸入信號(hào)的數(shù)字濾波模塊72-73
• 5.7 本章小結(jié)73-74
• 結(jié)論74-76
• 參考文獻(xiàn)76-79
• 致謝79-80
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄80

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本文編號(hào)：350263