无刷直流电机助力式eps控制器设计与试验

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1、学兔兔www.xuetutu.com汽车工程2011年(第33卷)第11期AutomotiveEngineering2011(Vo1．33)No．112011200无刷直流电机助力式EPS控制器设计与试验水江浩斌，唐斌，耿国庆(江苏大学汽车与交通工程学院，镇江212013)[摘要]基于无刷直流电机(BLDCM)模型和汽车电动助力转向(EPS)动力学模型，构建了BLDCM控制仿真模型和EPS性能仿真模型；设计了以ARM7LPC2131为控制器内核和以MC33034P120为驱动模块的EPS控制器硬件；分析了EPS的助力、回正和阻尼控制对控制器硬件

2、的要求，给出了EPS控制软件的主程序和A／D、速度信号采集与中断服务子程序流程；最后将BLDCM助力式EPS及其控制系统装车进行原地转向试验和蛇形试验，试验结果表明，所设计的EPS控制器与整车匹配良好，性能稳定。关键词：电动助力转向；无刷直流电机；控制器DesignandTestoftheControllerforEPSSystemwithBrush—lessDCMotorJiangHaobin．TangBin＆GengGuoqingSchoolofAutomobileandrra~eEngineering，JiangsuUniversity，

3、Zhenjiang212013『Abstract]Basedonthemodelforbrush．1essDCmotor(BLDCM)andthedynamicmodelforelectricpow．ersteering(EPS)system，thesimulationmodelsf0rBLDCMcontrolandEPSperformancearesetup．TheEPScontrollerhardwarewithARM7LPC2131asitscoreandMC33034P120asdrivemoduleiSdesigned．andther

4、e．quirementsofpowerassistance，aligninganddampingcontrolsoncontrollerhardwareareanalyzed．Theflowchartsofmainprogramanditssubroutinef0rA／Dandspeedsignalsacquisitionandinterruptservicearegiven．FinallytheBLDCMassistedEPSanditscontrolsystemareinstalledonanewly．1aunchedcarforspott

5、urnandslalomtests．TheresultsoftestsshowthattheEPScontrollerdesignedwellmatchesthevehiclewithstableperformance．Keywords：EPS；brush．1essDCmotor；controller流电机(brushlessDCmotor，BLDCM)在EPS上的应日IJ青用日益受到重视。目前美国、日本、欧洲等汽车发达国家和地区生产的EPS几乎都采用无刷电机助力，与传统的液压转向系统相比，电动助力转向系国内无刷电机助力的自主品牌EPS产品仍为

6、空白，统(electricpowersteering，EPS)可以很好地解决转亟待开发。向轻便性和路感之间的矛盾，因此EPS已成为汽车国内外学者对无刷电机的数学模型及其控制系转向系统发展的必然趋势。统进行了较多的研究I4J，而对无刷电机助力式有刷直流电机在EPS中的应用较为成熟，但有EPS系统及其控制器技术的研究较少。本文中主要刷电机中的碳刷和整流子在电机转动时会产生火研究作为无刷电机助力式EPS的核心部件的控制器花、碳粉，影响了电机和EPS系统的可靠性和稳定性。无刷直流电机具有体积小、功率密度大、低速转硬件和软件设计，并将所设计的EPS控制器

7、装车进矩大、调速范围宽和动态响应好等优点，因此无刷直行道路试验。教育部科学技术研究重点科研项目(208052)、江苏省高校科研成果产业化推进项目(JH08—21)和江苏高校优势学科建设工程专项目资金资助。原稿收到日期为2010年l0月22日，修改稿收到日期为2011年3月21日。学兔兔www.xuetutu.com2011(Vo1．33)No．11江浩斌，等：无刷直流电机助力式EPS控制器设计与试验·981·表1电机顺时针旋转时的驱动顺序1BLDCM及EPS系统建模状态顺序霍尔信号输入导通功率管HallAHallBHallCI1O1Q1Q6II

8、10OQ1Q2III11OQ3Q2设：IV010Q3Q4VO11Q5Q4VIOO1Q5Q6动，所以合理选择换相时机是抑制波纹转矩的关键。根据研究资料J