傳統(tǒng)電動助力轉向系統(tǒng)（Electric Power Steering,簡稱EPS）一般選取直流電機,造成整個系統(tǒng)體積大、質量重、功率低等缺點。為了減輕轉向系統(tǒng)整體質量,本文采用功率密度大、體積小、效率高的永磁同步電機（Permanent Magnet Synchronous Motor,簡稱PMSM）作為助力轉向電機。此外,選用魯棒性強、系統(tǒng)響應快的滑模算法對PMSM驅動控制。針對EPS系統(tǒng)上層算法,本文對隨速助力特性曲線進行了優(yōu)化設計,并設計了 EPS系統(tǒng)的軟硬件,通過相應的檢測實驗驗證EPS性能。建立三相靜止坐標系PMSM數學模型,并通過Clark及Park變換簡化其數學模型,方便后續(xù)控制算法的研究。提出可變增益滑模魯棒控制算法,將系統(tǒng)狀態(tài)變量及系統(tǒng)外部干擾與切換增益相結合,實現切換增益的自動調整,能夠降低系統(tǒng)抖振。此外,通過調整魯棒系數,可克服系統(tǒng)外部干擾,使系統(tǒng)魯棒性增強。同時,設計Lyapunov函數,證明系統(tǒng)穩(wěn)定性。此外,在Simulink中搭建仿真模型,將本文算法與傳統(tǒng)PI算法比較,通過仿真實驗驗證本文算法的有效性。介紹了三種EPS助力特性曲線,并通過綜合比較分析,采用直... 

【文章來源】：東北林業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：83 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－２寶馬汽車主動轉向系統(tǒng)??主動轉向系統(tǒng)在車輛高速行駛時采用小助力大傳動比轉向，低速行駛時采用大助力??［２］

?電動助力轉向系統(tǒng)結構主要包括車載電子控制單元、車速傳感器、方向盤扭矩角度??傳感器、助力轉向電機等，同時機械裝置增加了蝸輪蝸桿減速增扭裝置，如圖１－３所??７Ｊ＼?〇??：ｍ?轉向管柱??１３矩傳感器線束／?ｓｚ??Ｘ??ｍ?ｉ?助力電機??控制器（ＥＣＵ）??圖１－３?ＥＰＳ結構圖??電動助力轉向系統(tǒng)以車載１２Ｖ或２４Ｖ蓄電池為能量來源，通過電機向轉向系統(tǒng)提??供助力，控制器通過車速大小、方向盤扭矩、方向盤角度以及車輛當前的行駛狀態(tài)，來??計算車輛當前轉向需要的助力電流，然后通過ＰＷＭ控制Ｈ橋ＭＯＳＦＥＴ的開關狀態(tài)，??進而驅動電機，使其輸出期望的助力力矩。助力力矩與方向盤力矩通過轉向管柱疊加，??通過齒輪齒條及轉向拉桿，實現車輛的轉向。??ＥＰＳ相比其他轉向系統(tǒng)來說，結構簡單、控制算法簡單、綠色低碳環(huán)保、開發(fā)成本??低等優(yōu)點，能夠滿足駕駛員對轉向系統(tǒng)輕便性及舒適性要求。鑒于ＥＰＳ系統(tǒng)諸多優(yōu)點，??本文對ＥＰＳ系統(tǒng)進行研宄。??１．２助力電機的種類及選擇??ＥＰＳ用助力電機

Ｃｌａｒｋ變換是指三相靜止坐標系到兩相靜止坐標系（ｃｔＰ）的等效變換［２１］。ＰＭＳＭ定??子繞組（ＡＢＣ）磁動勢矢量與對應變換的兩相定子繞組（ｃｘ（３）磁動勢矢量之間的關系??如圖２－２所示，此時選定Ａ軸與ａ軸重合。??ｎ＼?＾??＾?？?？——？??／?Ｎ３ｉａ?Ａ（ａ）??／Ｎ３ｉｃ??ｒ??圖２－２磁動勢矢量坐標系??根據磁動勢守恒，合成磁動勢矢量在ａｐ坐標系的兩坐標軸的投影應與ｏｃ卩坐標系對??－９－??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于電動助力轉向系統(tǒng)的轉向盤轉角跟隨算法[J]. 張博,張建偉,郭孔輝,丁海濤,褚洪慶.  吉林大學學報(工學版). 2019(02)
[2]汽車轉向系統(tǒng)技術發(fā)展探討[J]. 黎志勇,鄭健強,鄭鴻旺.  科技經濟導刊. 2018(14)
[3]基于AD2S1210的旋轉變壓器解碼系統(tǒng)設計[J]. 陳夢民,王艷.  電子設計工程. 2018(03)
[4]基于轉角的迭代學習控制策略下永磁同步電機EPS轉矩脈動抑制方法[J]. 趙林峰,陳久閃,陳無畏,張榮蕓.  中國機械工程. 2017(24)
[5]基于新型變速趨近律的永磁同步電機滑模控制[J]. 李中琴.  電機與控制應用. 2017(05)
[6]電動助力轉向系統(tǒng)發(fā)展現狀研究[J]. 徐煒.  科技創(chuàng)新與應用. 2017(04)
[7]基于直接轉矩控制的電動助力轉向系統(tǒng)建模與仿真[J]. 袁磊,羅家亮.  農業(yè)裝備與車輛工程. 2016(06)
[8]永磁同步電機滑模變結構魯棒控制[J]. 崔家瑞,高江峰,張波,李擎.  電機與控制學報. 2016(05)
[9]永磁同步電機變指數趨近律滑�？刂芠J]. 毛亮亮,周凱,王旭東.  電機與控制學報. 2016(04)
[10]汽車電動助力轉向系統(tǒng)的跑偏補償方法[J]. 滕曉濤,谷玉川,王祥,羅文杰.  汽車工程師. 2015(06)

博士論文
[1]基于永磁同步電機的電動助力轉向系統(tǒng)力矩控制算法研究[D]. 張虎.吉林大學 2015
[2]混合動力汽車永磁同步電機電流滑模控制的研究[D]. 金寧治.哈爾濱理工大學 2012

碩士論文
[1]汽車電助力轉向PMSM控制系統(tǒng)的設計[D]. 李嘉楠.蘇州大學 2017
[2]電動車用永磁同步電機弱磁調速控制策略研究[D]. 林偉.大連理工大學 2016
[3]全地形車電動助力轉向系統(tǒng)控制器的研究[D]. 王猛.東北林業(yè)大學 2016
[4]EPS感應助力電機電流解耦方法研究[D]. 鮑明凱.吉林大學 2015
[5]集成AFS和EPS的轉向控制系統(tǒng)研究[D]. 歐陽偉.湖南大學 2013
[6]電動助力轉向系統(tǒng)控制策略研究[D]. 邊曉彬.重慶理工大學 2013
[7]PMSMEPS系統(tǒng)的補償控制策略研究[D]. 孫寧.清華大學 2012
[8]汽車電動助力轉向控制策略的研究及聯合仿真分析[D]. 田正新.湖南大學 2012



本文編號：3430263