电动转向（EPS）控制系统研究及实现

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1、天津大学硕士学位论文摘要汽车电动转向(EPS)系统具有传统液压动力转向系统无法比拟的优势，是汽车动力转向发展的必然趋势。本文从控制策略以及控制系统设计两方面对该系统进行了深入细致的研究，研制出电动转向系统系统综合开发实验平台，并在其基础上开发出系统的控制核心一电子控制单元(控制器)。本课题充分体现出机电一体化、现代电力传动及其计算机控制技术与汽车工程的结合。根据实际的物理对象，本文建立了系统三自由度动态数学模型。得出转向系统基本方程，在系统模型分析的基础上，提出三种控制两种补偿的控制思想，建立了系统电流前馈复合控制策略的总体

2、结构。本文对电动转向系统的关键技术助力特性进行了分析和研究。根据数学模型及助力特性特点，提出_『计算任意车速下转向盘转矩与电机助力转矩非线性关系的方法。针对电动转向系统的助力特性存在转向死区、转向助力区和转向饱和区的非线性特点以及车速离散化形成助力盲区，本文提出基于神经网络对助力特性曲线进行拟合的思想并进行了实验研究。理论分析与实验结果相吻合。系统实现了全车速范围的非线性转向助力，克服了转向助力盲区，证实此方法的正确性。控制系统以Motorola数字信号处理器(DSP)为控制器核心，以电动转向系统的直流电机为控制对象，自行开

3、发了电子控制单元的硬件电路与软件程序，提出了一套完整的电动转向嵌入式控制系统解决方案。在综合开发实验平台上完成了系统开发与实验，给出了实验结果。实验结果证明上述方案的可行性，系统具有良好的动、静态性能。为保障系统的开发与实验研究，本课题自行开发了电动转向系统综合开发实验平台，制作了信号处理模块，并开发出上位机综合控制软件。三者构成的综合开发环境是进行系统研发的必要条件，大大推动了课题研究。最后，为了将实验室开发成果与生产力结合起来使本课题的研究能真正用于实际，本文提出了系统工程化设计的思想，对系统工程化以及电磁兼容性方案进行

4、了研究与设计。使系统不但满足性能设计要求，还具有更高的稳定性、可靠性、抗扰性，满足汽车工业级要求。关键词：电动转向系统三种控制两种补偿复合控制神经网络电子控制单元数字信号处理器综合开发实验平台天津大学硕士学位论文摘要ABSTRACTElectricpowersteeringsystemistheinevitabledevelopingdirectionforautomobilepowersteering，whichismuchsuperiortohydraulicpowerste丽ngsystem．Thecontrolthe

5、oryandcontrolsystemdesignareparticularlystudiedinthispaperTheintegrateddeveloping&experimentationplatformismade．And．basedonit．thesysterncore—electriccentrelunit(controller)isdeveloped．Thecombinationofmodernelectricdfiving&computercontrolwithmechanismandautomobilepr

6、ojectisfullyshowedinthissubject．ThedynamicmathematitsmodelisestablishedfromtheactualphysiesobjectsinthisPaDer．ThebasicsteeringsystemequationsaregainedThecontreltheoryofthreetypesofcontrolsandtwotypesofcompensationsarediscussed，whicharebasedontheanalysis0fthe“stemmo

7、del．And．thegeneralstructureofcomplexcontrolstrategiesofcurrentforwardfeedbackisconstructedInthispaper,EPSsystemkey—1heassistcharacteristicisanalyzedandstudied．Basedonthemathematicsmodelandtheassistcharacteristic，thearithmetictocalculatethenonlinearrelationshipbetwe

8、ensteeringwheeltorqueandmotortorqueatanyvehiclespeedisworkedoutConsideringthenonlinearassistcharacteristicinelectricpowersteeringsystem,suchasste