本文關(guān)鍵詞：電動液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)仿真與助力特性研究

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【摘要】：二十一世紀(jì)的汽車工業(yè)日新月異,更加綠色、智能、安全和舒適成為當(dāng)今汽車發(fā)展的主題。汽車轉(zhuǎn)向性能作為衡量汽車舒適性和安全性的重要指標(biāo)之一,直接影響汽車的操縱穩(wěn)定性能,對于改善駕乘感受以及保護(hù)乘客的人身安全起著重要的作用。其中汽車助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)新技術(shù)的發(fā)展大大降低了轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的能量消耗,同時也令駕駛員的轉(zhuǎn)向操作更加得心應(yīng)手。因此,針對汽車助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的相關(guān)研究符合汽車工業(yè)發(fā)展的未來趨勢,對社會發(fā)展和環(huán)境保護(hù)具有重大意義。電動液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(簡稱EHPS)兼具良好的路感和能耗經(jīng)濟(jì)性,為乘用車和輕型商用車提供了較好的助力轉(zhuǎn)向解決方案。目前市場的助力轉(zhuǎn)向電機(jī)多為直流無刷電機(jī),主要是因為永磁同步電機(jī)控制方式的相對復(fù)雜,但是與直流無刷電機(jī)相比,它具有更高的效率,更高功率密度和優(yōu)異的調(diào)速性能,必是未來助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)驅(qū)動電機(jī)的研究熱點(diǎn)和市場開拓的新方向。因此,本課題選擇基于永磁同步電動機(jī)的驅(qū)動控制針對某純電動輕型商用車EHPS系統(tǒng)的控制策略進(jìn)行研究。首先,分析了EHPS系統(tǒng)對助力特性的基本要求,確定選用速度系數(shù)式的直線型助力特性曲線來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的助力控制。通過MATLAB進(jìn)行曲線擬合得到助力特性曲線MAP圖。然后,介紹了純電動輕卡EHPS系統(tǒng)永磁同步電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、工作原理及常用的控制算法,基于電機(jī)兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的數(shù)學(xué)模型,提出電機(jī)在基速以下采用最大轉(zhuǎn)矩電流比的控制策略以提高車載電池的利用率,同時利用弱磁技術(shù)使電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到基速之后能夠繼續(xù)上升以滿足EHPS系統(tǒng)的工作要求。接著,對EHPS電機(jī)控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速和電流雙閉環(huán)PI調(diào)節(jié)器進(jìn)行工程參數(shù)設(shè)計,選用SVPWM模塊控制IPM的六路開關(guān)管動作。使用Simulink模塊與S-Function函數(shù)對EHPS控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真模型搭建,基于模型分別進(jìn)行了EHPS系統(tǒng)助力特性、電機(jī)階躍負(fù)載輸入和電機(jī)恒定負(fù)載加減速三項仿真分析。最后,通過永磁同步電機(jī)、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器、磁粉制動器等硬件選型和基于Lab VIEW的上位機(jī)控制與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的程序編寫,搭建永磁同步電機(jī)試驗臺架�；谠囼炁_架進(jìn)行了電機(jī)空載、電機(jī)負(fù)載和EHPS系統(tǒng)助力特性三項臺架試驗,試驗結(jié)果表明,在永磁同步電機(jī)驅(qū)動控制的基礎(chǔ)上,電機(jī)能夠根據(jù)給定的車速和方向盤轉(zhuǎn)速信號快速準(zhǔn)確的達(dá)到目標(biāo)轉(zhuǎn)速以提供EHPS系統(tǒng)所需的轉(zhuǎn)向助力,助力特性具有良好的跟隨性能。
【關(guān)鍵詞】：電動液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 永磁同步電機(jī) 助力特性 仿真建模 臺架試驗
【學(xué)位授予單位】：南京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U463.4
【目錄】：

• 致謝3-4
• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-16
• 1.1 課題的研究背景和意義8-10
• 1.2 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢10-12
• 1.2.1 國外發(fā)展現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀11-12
• 1.3 電動液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)介紹12-14
• 1.4 課題來源及主要內(nèi)容14-16
• 1.4.1 課題來源14-15
• 1.4.2 課題的主要研究內(nèi)容15-16
• 第二章 電動液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)助力特性研究16-23
• 2.1 EHPS系統(tǒng)對助力特性的基本要求16
• 2.2 助力特性曲線形式16-19
• 2.3 EHPS系統(tǒng)助力特性曲線的擬合19-22
• 2.4 本章小結(jié)22-23
• 第三章 EHPS系統(tǒng)永磁同步驅(qū)動電機(jī)研究23-37
• 3.1 永磁同步電機(jī)工作原理24-25
• 3.2 永磁同步電機(jī)常用控制方法25
• 3.3 永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型25-32
• 3.4 EHPS系統(tǒng)的電機(jī)控制策略32-36
• 3.4.1 最大轉(zhuǎn)矩電流比控制32-34
• 3.4.2 弱磁控制34-36
• 3.4.3 永磁同步電機(jī)電流控制策略建模36
• 3.5 本章小結(jié)36-37
• 第四章 EHPS驅(qū)動控制系統(tǒng)仿真模型的建立與分析37-60
• 4.1 EHPS驅(qū)動控制系統(tǒng)建模37-55
• 4.1.1 EHPS系統(tǒng)助力特性建模38-39
• 4.1.2 電流環(huán)調(diào)節(jié)器建模39-44
• 4.1.3 速度環(huán)調(diào)節(jié)器建模44-47
• 4.1.4 SVPWM模塊建模47-54
• 4.1.5 EHPS驅(qū)動控制系統(tǒng)仿真模型54-55
• 4.2 EHPS控制系統(tǒng)模型仿真分析55-59
• 4.2.1 EHPS助力特性模塊仿真55-56
• 4.2.2 永磁同步電機(jī)控制模塊的仿真56-59
• 4.3 本章小結(jié)59-60
• 第五章 EHPS系統(tǒng)永磁同步電機(jī)試驗臺搭建與試驗60-87
• 5.1 永磁同步電機(jī)試驗臺的搭建60-69
• 5.1.1 永磁同步電機(jī)61-62
• 5.1.2 轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器62-63
• 5.1.3 磁粉制動器63
• 5.1.4 電機(jī)臺架搭建63-64
• 5.1.5 電機(jī)控制系統(tǒng)64-67
• 5.1.6 軟件開發(fā)環(huán)境67-69
• 5.2 上位機(jī)控制與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)69-77
• 5.2.1 試驗臺信號控制器的設(shè)計70-72
• 5.2.2 試驗臺信號采集器的設(shè)計72-77
• 5.3 永磁同步電動機(jī)臺架試驗77-86
• 5.3.1 電機(jī)空載試驗77-78
• 5.3.2 電機(jī)負(fù)載試驗78-82
• 5.3.3 EHPS系統(tǒng)助力特性試驗82-86
• 5.4 本章小結(jié)86-87
• 第六章 總結(jié)與展望87-88
• 6.1 總結(jié)87
• 6.2 展望87-88
• 參考文獻(xiàn)88-91

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：772670