随着EPS系统研究的深入,EPS系统逐步取代液压助力转向系统,成为汽车转向助力系统发展的主要方向。作为EPS系统重要部件的助力电机一直是业内的研究重点。其中PMSM凭借其功率因数高、体积小、起动转矩大及逐渐成熟的控制技术等优点,成为EPS助力电机的主要选择。传统PMSM通过机械传感器来获取转子位置和转速信息,不仅增加制作成本且提高了 PMSM对安装空间的要求。本文针对上述问题,提出了基于广义五阶CKF算法的PMSM无传感器控制方法,并将其应用到EPS系统之中,进一步改善EPS系统控制性能。本文主要研究内容如下:(1)对比研究了矢量控制算法与直接转矩控制算法之间的差异,得出最适合EPS系统的控制算法。首先,论述了 PMSM数学模型的建立和坐标系的转换过程;其次,讨论了矢量控制的基本思想,详细介绍了 SVPWM技术的基本控制原理和实现过程;接着阐述了直接转矩控制原理、磁链转矩控制原理和开关表的选择;在此基础上,建立相应的仿真模型,通过仿真结果分析得出矢量控制的PMSM更适合于EPS系统。(2)搭建了基于广义五阶CKF算法的PMSM无传感器矢量控制系统。通过搭建PMSM数学模型,将前文阐述的空间矢量控制与广义五阶CKF算法相结合得到基于广义五阶CKF算法的PMSM无传感器矢量控制系统;同时为提高无传感器系统估计精度,本文利用基于柯西变异粒子群算法对速度环中的PI参数进行优化;最后搭建仿真模型,对所提算法进行仿真验证,根据仿真结果,可以得出广义五阶CKF算法能够更加准确的估计出电机转速和转子位置,控制精度高。(3)将PMSM应用到EPS系统之中。PMSM无传感器矢量控制满足了 EPS系统对底层助力电机的控制性能要求,本文选取了直线型助力特性曲线,对回正模式的工作状态进行了分析研究,制定了合适回正控制模式。使用汽车动力学仿真软件Carsim和Simulink搭建了仿真模型,并利用联合仿真验证了基于无传感器控制的PMSM在EPS系统中的可行性。(4)分别开展了电机台架实验和EPS台架实验。首先在硬件和软件两方面搭建电机实验台,接着将广义五阶CKF算法与传统CKF算法进行对比实验,实验结果进一步验证了本文所提广义五阶CKF算法具有更高的估计精度和抗干扰性。然后利用CarSim与Simulink联合仿真,对基于广义五阶CKF算法的PMSM矢量控制在EPS系统中的应用进行了硬件在环仿真实验,验证了本文所提算法可以满足EPS系统对助力电机的控制性能要求。