电动助力转向系统助力策略研究与实现

摘要

转向系统是控制汽车行驶路线和方向的重要装置,其性能直接影响到汽车的操纵性能和稳定性能。由于电动助力转向系统(EPS,ElectricPowerSteering)既能改善驾驶者的操纵感觉,又能提升汽车的转向性能和安全性,符合现代汽车电子化、智能化发展的要求,已成为现代动力转向技术研究的焦点。
　　 首先,论文分析了EPS系统的工作原理。在此基础上建立了系统的动力学方程。为了分析系统在初始状态下的性能,文章将动力学方程转化为状态空间方程,对所建模型初始状态下的性能进行分析。
　　 接着,在对电动助力转向系统助力特性和助力特性曲线研究的基础上,设计了新的助力策略。随后通过三种不同的输入,验证新设计的助力策略。
　　 在策略设计之后,文章接着根据电动助力转向系统的性能要求和时变性的特点,引入了模糊自适应控制策略,以提升系统的动态性能和助力性能,并利用Matlab软件对控制策略进行仿真,验证控制策略的有效性。
　　 再次,对EPS的硬件电路和软件系统进行了设计。本文的硬件系统设计主要涉及单片机芯片的选择、信号采集电路(扭矩信号处理电路和车速信号处理电路)、电机驱动电路设计、继电器、电磁离合器控制及检测电路、过电流保护电路设计等。并且提出了EPS硬件抗干扰的措施和方法。
　　 最后,对开发的控制器硬件进行了部分测试,重点测试了与直流助力电机系统相关的硬件电路。接着进行了EPS的转向助力性能测试,并进行了装车后的助力性能测试。试验结果表明,EPS控制器工作稳定、性能可靠,并能初步实现助力功能。