电动助力转向系统中无刷直流电机控制器的研究与开发

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1、电动助力转向系统中无刷直流电机控制器的研究与开发重庆大学硕士学位论文学生姓名：周亮指导教师：朱文高工专业：机械电子工程学科门类：工学重庆大学机械工程学院二OO八年四月ResearchandDevelopmentofBLDCControllerinElectricPowerSteeringSystemAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheDegreeofMasterofEngineeringbyZhouLiangSuper

2、visor:ZhuWenMajor:MechatronicsCollegeofMechanicalEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaApril,2008重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要电动助力转向系统（EPS）是近几年来兴起的新型动力转向系统。EPS采用电机作为动力源，以微处理器为控制单元，能针对汽车行驶的各种不同工况进行智能控制，达到最理想的助力效果。在转向操作的舒适性、安全性和节能环保等方面具有传统液压助力转向系统无法比拟的优势。本文以无刷直流电机为动力源，以高性能、高可靠

3、性的电动助力转向系统为目标，对其进行了深入的系统的研究。本文针对电动助力转向系统（EPS）的控制原理进行了研究，详细的分析和比较了电动助力转向系统控制策略的原理和实现方法，确定了电机电枢电流法实现助力功能。本文对电动助力转向系统中无刷直流电机控制的核心控制技术进行了研究，深入的探讨了电机相电流和母线电流的关系，提出了一种低成本、精度较高的无刷直流电机相电流检测方案，并结合工程实践给出了母线电流和相电流采样方法；讨论了无刷直流电机的阻尼控制原理，并给出了实际的应用方法；研究了一种新型的PWM控制策略，有效地降低了系统的功耗，提高系统的可靠性

4、。在以上的理论基础上，本文以英飞凌公司的数字信号处理器XC2365和专用三相电机驱动芯片TLE7183为核心设计了EPS无刷直流电机控制器的硬件平台。软件上将模块化设计的思想贯穿到整个EPS控制程序，软件构架清晰合理、层次分明、控制效果好，能够实现不同工况和不同模式下对电机转矩的精确控制。文中对整个系统的架构及硬件电路和驱动软件的实现作了详细的介绍，并给出硬件结构框图及软件部分的程序框图。本文在最后介绍了调试环境和设备，给出了实验数据和波形并对实验结果做了分析和比较。实验结果证明，本文设计的汽车电动助力转向系统中的无刷直流电机控制器具有良

5、好的性能，基本达到预期设计要求，为后续的研究工作提供了很好的基础和借鉴。关键词：电动助力转向，控制策略，无刷直流电机，XC2365，TLE7183I重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTElectricpowersteering(EPS)isanewly-developedpowersteeringsystemintherecentyears.EPSusesmotoraspowersourceandmicroprocessorascontrolunit;itcanadoptdifferentintelligentcontroland

6、achievethebeststeeringresult.EPScanmeetalldemandsofsteeringperformancesandhasoverwhelmingadvantagesonoperation,safetyandenvironmentalprotectioncomparingwithtraditionalhydraulicpowersteeringsystem.ThisdissertationdoessomeembeddedinvestigationfocusedonthehighperformanceEPSs

7、ystemwhichisbasedonbrushlessmotor.ThispaperincludesresearchofEPScontrolprinciple,detailedanalysesofimplementationmethodsandtheoryofEPScontrolstrategy,andfinallyrealizethesteeringfunctionbyusingthemothodofmotorarmaturecurrent.Thispaperalsoincludesresearchofcorecontrolskill

8、sofBLDCinEPS,deepdiscussionsofconnectionsofphasecurrentandgeneratrixcurrent,madealow-cost,highpr