eps用无位置传感器式无刷直流电机直接转矩控制分析

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1、EPS用无位置传感器式无刷直流电机直接转矩控制研究StudyontheControlofEPSwithSensorlessBLDCMotorbyUsingDTCMethod2013年6月独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容以外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果，也不包含为获得江苏大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。2学位论文作者签名：y弓年6月f沙日学位论文版权使用授

2、权书江苏大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术期刊(光盘版)电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致，允许论文被查阅和借阅，同时授权中国科学技术信息研究所将本论文编入《中国学位论文全文数据库》并向社会提供查询，授权中国学术期刊(光盘版)电子杂志社将本论文编入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》并向社会提供查询。论文的公布(包括刊登)授权江苏大学研究生处办理。本学位论文属于不保密囱。学位论文作者签名：莎俭叫年6月f≯日指导教师签名：砂州!，年厂月f歹日江苏大学工程硕士学位论文摘

3、要转向系作为汽车的一个重要组成部分，对汽车驾驶的主动安全性有着决定性作用。电动助力转向系统(ElectricPowerSteeringSystem，即EPS)具有结构紧凑、质量小、安装及维护方便、环保等优点，而且应用电机助力，基于电机的特性能实现助力随车速的变化而变化。助力电机在EPS中的作用不言而喻，特别是随着现代电子技术的发展，无刷直流电机以其特有的体积小、功率密度大、调速范围宽及低速转矩大等优点，越来越多的应用在EPS系统中。无刷直流电机在EPS系统应用过程中，要克服转矩波动并且能满足EPS的助力特性要求。本文提出一种基于无位置传感器式无刷直流电机直接转矩控制的EPS系统，主要

4、研究了EPS系统仿真建模，无位置传感器时电机转子位置的检测以及直接转矩控制策略的实现方法，并且进行试验的方法加以验证，为改善助力电机转矩波动和EPS系统响应打下基础。本文研究主要内容如下：在分析了国内外EPS控制技术研究的基础上，根据EPS系统结构以及对助力特性的要求，设计了直线型助力特性曲线；对EPS三种控制策略分析，提出了依据车速、方向盘转角和转速以及方向盘上力矩来判断的控制策略开关条件。研究了无刷直流电机在无位置传感器状态下转子位置检测的方法，分析了反电动势过零点转子位置检测法，对以往采用检测电机各相反电动势过零点为开关标志的方法进行了改进，提出了根据反电动势差值过零点来判断转

5、子位置的实现方法；针对常用的电机电流反馈间接控制法，本文提出了对无刷直流电机进行转矩的直接控制，设计了直接转矩控制的流程。根据EPS系统动力学关系，建立了相应的数学模型以及整车两自由度模型；基于Matlab／Simulink建立了系统仿真模型，设计了电机转子位置检测和直接转矩控制的仿真模块；对系统进行阶跃输入仿真，分析了原地转向方向盘转角．转矩的关系曲线、无刷直流电机的转矩波动以及不同车速下转向的轻便性和“路感"关系。最后，将经过仿真验证的控制器在实车上进行试验，进行了蛇行试验、自动回正试验、双纽线试验，验证了控制器基本能够实现汽车低速转向轻便和高速路EPS用无位置传感器式无刷直流电

6、机直接转矩控制研究感的要求，由此证明本文所提出的控制策略具有一定的实际意义。关键词：电动助力转向，反电动势过零点检测，直接转矩控制，控制策略，实车试验II江苏大学工程硕士字位论文ABSTRACTAsoneofthemostimportantpartsinacar，steeringsystemmakesadefinitiveeffectwhendriving．Nowadays，ElectricPowerSteeringSystemisgraduallyinsteadofHPS，andtobealeadinthefieldofpowersteering．EPShasalotofmerit

7、s，suchascompact，portable，easyassembly，highefficiencyandenvkonmentprotective，especially，byusingelectromotortoprovideassistantpower，thetorqueofthemotorwillvarywiththevehidespeed．TheelectromotorplaysavitalroleinEPS，alongwiththedevelo