汽车电动助力转向系统设计与实现

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1、Ｉ巧爲，Ｋ风１ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯＦＣＨＩＮＡ专业学位硕±学位论文ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳＦＯＲＰＲＯＦＥＳＳＩＯＮＡＬＤＥＧＲＥＥ■１？．署．遺惟．．川＾４＂’■；，＇啼Ｗ－‘．论文题目汽车电动助力铸向系统设计与实现专业学位类别工程硕±学号２０１巧１２２０４６８作者姓名顾闻指哥教师申杰副教授独剑性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在

2、导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加［＾标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表不谢意。。作者签名：日期：互皆２參日—如年月论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大

3、学可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）一－作者签名：＾斗导师签名：２＾。日期：化年＿＾月＾日分类号密级注1UDC（题名和副题名）（作者姓名）指导教师（姓名、职称、单位名称）申请学位级别专业学位类别工程领域名称提交论文日期2015.3.25论文答辩日期2015.5.23学位授予单位和日期2015622答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。THEDESIGNANDIMPLE

4、MENTATIONOFAUTOMOTIVEELECTRICPOWERSTEERINGAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MasterofEngineeringAuthor:GuWenAdvisor:ShenJieSchool:SchoolofInformationandSoftwareEngineering摘要摘要当前汽车的三大发展趋势是追求节能高效，舒适性以及安全性。长期以来被公认为车辆最为首要的控制分支

5、体系之一的电动助力转向系统在近几年来一直不断尝试以达到并实现集高效节能，舒适和安全的目标。对比当今应用最为广泛的液压式助力转向系统，电动助力转向系统无论在结构，成本都有巨大优势而且最重要的是其能至少节省5%以上的燃油消耗量,其结构精密小巧、环保的能力卓越、操控安全且驾驶感舒适，电动助力转向系统已一致被业界公认为整个汽车助力转向系统未来必然的发展趋势与方向。汽车电动转向系统(ElectricPowerSteeringSystem，也可简称为EPS)是一种全新的汽车电子新技术，它通过利用电机助力的方式取代传动的液压助力模式完成转向

6、操作的转向总成。电动助力转向系统能保证控制精度和灵敏度不改变，有效提高转向轻便性，可操作性强、效率高，保证在高速机动安全，从而真正实现汽车在节能及安全稳定上的统一。中国本土的电动助力转向系统起步较晚，在技术上和生产水平上落后国外较多。本文通过对目前车辆的故障形式进行分析，对系统的结构进行了深入的剖析并尝试建立力学模型，同时对转向系统的控制策略进行了深入浅出的研究分析，由于机械部分存在间隙或摩擦进行了补偿的计算，在此基础上对选定了德州仪器推出的TMS3230F2812-DSP作为核心的硬件平台架构对永磁同步电机磁场定向控制策略仿

7、真进行了深入研究，设计了周边的驱动电路、保护电路、电源电路、控制电路、CAN通讯电路；而软件部分根据前文根据整车要求所计算得出的基本功能需求及参数结合主控芯片的功能及资源，在CCS2（CodeComposerStudioVersion2.0）开发环境下对设计了信号位置解算、扭矩信号解算、AD信号的采集、PWM信号的发生、无刷电机的转速位置定义、CAN网络通讯的程序设计；设计了系统在线故障诊断及代码编辑，同时基于BP神经网络对控制器的自我诊断也进行了设计。在文章结束搭建了试验台架对设计的硬件和软件进行了验证。并对永磁同步电机定向

8、磁场的性能的安全性及稳定性进行了验证。此系统是一个闭环系统其能够高效、安全、稳定、准确的对系统进行控制，以保障电动助力转向系统使用新一代永磁同步电机提供了理论及数据支持。关键词：电动助力转向系统,永磁同步电机电机，在线故障诊断IABSTRACTABSTRACTEnergyef