电动助力转向系统设计

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电动助力转向系统EPS(Electric Power-assisted Steering)是近几年迅速发展的一项汽车性能提升的新技术。与传统机械和液压助力转向系统对比,电动助力转向系统是根据作用在方向盘上的转矩信号和汽车的车速信号,通过电子控制器控制连接在传动轴上的助力电机产生相应方向和大小的辅助动力,协助驾驶员安全轻松转弯的伺服系统。电动助力转向系统由于采用了电子式控制的方式,因此响应速度快,可以按照行驶需要随时迅速的改变助力方式,使车辆在行驶过程中能获得最佳的转向特性。   本文从具体的项目实际出发,分析了目前应用较广泛的柱式电动助力转向系统的结构和工作原理,通过对EPS系统的动力学建模,确定了助力电机的助力特性,并通过计算机仿真,验证控制方法和控制策略对系统特性的作用。详细分析了电动助力转向系统的性能要求和评价试验方法,并依此为标准研究开发了以FREESCALE的MC9SDG128B为主控核心的电子控制器及助力电机驱动电路。控制单元通过实时采集车速信号和扭矩传感器信号,经过控制算法分析确定并输出目标电流,通过H桥电路控制助力电机的转速和转矩,从而实现助力转向功能。同时,对系统的软件方法也予以介绍。   最后,本文结合实际研究中出现的试验数据和现象,总结了相关影响助力电动助力转向系统性能和稳定性的因素,并给出了消除或降低这些因素影响的方法,进一步提高EPS的助力特性。
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