电动助力转向系统中电机控制的仿真设计.pdf

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1、第12卷第1期福建工程学院学报V01．12No．12014年2月JournalofFujianUniversityofTechnologyFeb．2014doi：10．3969／j．issn．1672-4348．2014．O1．005电动助力转向系统中电机控制的仿真设计李敏旭(福建工程学院机械与汽车工程学院，福建福州350118)摘要：根据汽车电动助力转向对驱动电机的相关要求，结合电路相关参数，设计电机调速控制系统，并通过仿真验证该系统具有响应快速、鲁棒性好的特点，符合适合使用车用转向控制的车型的实际要求。关键词：电动助力

2、；直流电机驱动；调速控制系统中图分类号：U469．72文献标志码：A文章编号：1672—4348(2014)01—0018—04SimulationdesignofmotorcontrolforelectricpowersteeringsystemLiMinxu(CollegeofMechanicalandAutomotiveEngineering，FujianUniversityofTechnology，Fuzhou350118，China)Abstract：Basedontheworkingprincipleofdri

3、vemotorandrelatedcircuitparametersofautomobileelectricpowersteeringsystem，apreliminaryDC-motorspeedcontrolsystemwasdesigned．Thesim-ulationresultsindicatethatthecontrolsystemcanachievefastresponsewithrobustcontrolcurrentandrotationspeed，thatthecontrolsystemisfitfor

4、vehiclesteeringcontro1．Keywords：electricpower；DCmotordriving；speedcontrolsystem电动助力转向系统(electricpowersteering，缩矩传感器、控制单元、电机(一般采用直流电机)、写EPS)是一种直接依靠电动机提供电动助力的减速器(一般采用循环球式)等构成。如图1。转向系统。该系统不需要设计复杂的传动机构，当电源、点火、发动机运转有效条件成立时，而是通过控制电机电流的方向、幅值、时间实现转在操纵转向盘时，扭矩传感器由主、副传感信号测向助

5、力。同时ESP系统不需加装液压助力泵等出力矩方向和大小，同时根据测定的轮边车速油压装置，从而减少发动机负载，这对于家用型中n，两者矢量信号经A／D变换后输出给控制系统小排量的混合动力或纯电动汽车具有现实意义。单元(ECM)；ECM一般通过查找试验数据表对于电动助力转向设计，如何实现电机转速(MAP)，获得电机的工作指令，通过电机的调速的有效控制是系统设计的关键环节。本文结合具控制、功率驱动等控制电机工作，同时控制通断电体的参数，设计相应的控制逻辑结构，并利用状态，保证车速与电机助力效果具备函数控制Matlab／Simuli

6、nk实现仿真。关系。可见ECM对电机控制单元输出的是目标值，1EPS对电机控制的基本原理一般为电机的目标工作指令，结果表现为电流和电动助力转向系统一般由转向传动机构、扭速度。但是这样的控制是一种开环控制，容易出收稿日期：2013—10—11基金项目：福建省汽车电子与电驱动技术重点实验室开放基金项目(ZDKB1304)；福建省教育厅科技基金项目(GB—l1122)作者简介：李敏旭(1976一)，男(汉)，福建福州人，高级实验师，工程师，硕士，研究方向：车辆结构与控制，车辆电气系统与控制，车辆故障诊断．第1期李敏旭：电动助力转

7、向系统中电机控制的仿真设计19式中，G2为电机转动转子惯量；为时间；为电机输出理想转矩；C。为电势常数；R为主回路电枢电阻；为电枢回路电感；i为电枢回路电流；“是电枢电压。设G为转矩常数，直流电机转矩：M=C×id代人式(1)、式(2)，消去并整理得：／2d××+×+n=(3)1．输入轴2．扭矩传感器3．电机4．循环球螺杆式中，为电磁时间常数：=L／R，rm为电机5．齿条时间常数：Tm=G×Rd／(375×C×C)图1电力助力转向系统结构组成简图由式(3)经拉斯变换可以得到在零状态时的Fig．1Structurediagr

8、amofEPSsystem传递函数W(s)。现电机失调，对被控量(主要为电流、转速)的预)=轰=(4)期值无法保证。因此，要设计电机调速控制系统2．2系统控制结构设计来保证有效。在速度调节环的基础上，设计电流负反馈内2电机调速控制系统的设计环。由于电流调节环的作用是控制电流，一般采用PI调节器方式设计，