汽车电动助力转向系统电控单元的研究

设计了一款采用PIC16F877单片机为电子控制单元核心的汽车电动助力转向系统,全文详细介绍了该系统的工作原理和硬件组成,重点对各传感器信号的采集处理电路、电动机的驱动电路、离合器和继电器的控制电路、电机电流的采样电路等进行了研究设计.实验表明,该系统具有输出扭矩平稳、转向控制灵敏、抗干扰性强、稳定性高等优点.     

汽车转向系“软”控制

汽车电动助力转向是将电子技术和电机控制技术应用于汽车转向系统。本系统利用ECU控制电机实现了汽车电动助力转向系统的“软”连接，并开发出汽车电动助力转向系统的软硬件。应用80C196KC芯片作为处理芯片，采用增量型PID算法控制转向系统的执行器电机，进行了初步试验效果良好。     

汽车电动助力转向器的控制器研制

研究了日本N4样机的电动助力转向系统的电机电流-输入扭矩特性.采用ATmega16L单片机为处理器,以直流有刷电机为执行器,应用PID补偿算法,设计了电动助力转向控制器.在试验台上进行了电机电流-输入扭矩特性试验,试验结果表明,该控制器的助力曲线接近日本N4样机,能取得比较满意的助力效果.     

基于直流无刷电机的汽车EPS系统控制器开发

为了改善转向系统助力性能和降低系统功耗,基于直流无刷电机,研究了电动助力转向系统的结构组成与工作原理,采用Freescale 微控制器MC56F8346作为主控芯片,开发了汽车电动助力转向系统控制器;将控制器分为控制电路和驱动电路两部分,设计了转矩、电流等信号采集电路、霍尔位置传感器的转子位置信号捕捉电路及驱动电路;试验结果表明,所开发的控制器静态功耗低,动态响应快,能够满足电动助力转向系统对转向灵活性、轻便性及可靠性的需求。     

TD340芯片在汽车电动助力转向系统中的应用

汽车电动转向助力系统的基本结构及原理、用于汽车电动助力转向电机控制的H桥,设计了一种基于TD340芯片的汽车转向助力电动电机驱动电路,并将该驱动电路应用于吉利某车型的电动助力转向系统中。实验表明,该电路具有驱动能力大、体积小、性能稳定等特点,可广泛用于汽车电动助力转向系统中。     

立式扭矩传感器磁场与输出电压分析

扭矩传感器是汽车电动助力转向(EPS)系统中的核心部件,基于电磁感应原理提出了一种新型扭矩传感器.介绍了传感器的结构和工作原理,运用电磁场理论推导了立式扭矩传感器的磁场计算公式和输出电压数学模型.采用Ansoft Maxwell对传感器的电磁感应系统进行了建模仿真,仿真结果表明:气隙磁场强度沿圆周方向呈类似方波分布,输出电压信号类似于正弦曲线,磁场分布和输出电压的仿真结果与理论计算吻合.     

智能客车转向助力系统控制器设计与实现

为满足客车电动化和智能化的需求,本文研究开发了适用于智能客车转向助力系统的控制器.内容主要包括:基于EHPS系统的结构原理和控制策略,设计制作了以STM32F103zet6型芯片为内核的控制器;硬件设计包括了单片机最小系统电路、电源电路、信号采集电路、功率集成模块电路、CAN通信电路以及故障与高温报警电路等;综合各硬件部分的设计,制作了EHPS系统控制器实物;在控制策略方面,采用id=0的矢量控制方法控制无位置传感器式永磁同步电机;在软件实现方面,主要设计了控制决策部分、电机驱动控制部分、故障诊断与发送部分等程序;最后对控制器进行了台架试验和EHPS系统试验.测试了控制器对电机的控制效果.试验结果显示:电机的目标转速响应迅速并且输出稳定,本文研制的控制器实现了对永磁同步式助力电机的控制.EHPS系统试验测试了控制器对客车转向助力的实现效果,EHPS系统试验结果显示:自主研制的EHPS系统控制器在工作时,操纵方向盘的转矩明显减小,且转向助力系统有良好的助力性能;随着车速的增加,操纵方向盘助力力矩随之减小,实现了助力动态变化,达到了客车常规助力模式的要求.     

汽车方向盘角度传感器检测系统设计

作为汽车动力学稳定性控制系统的重要组成部分,汽车转向角传感器可以用来检测方向盘的转动角度,而方向盘的转动角度是为汽车实现转向幅度提供依据,使汽车按照驾驶员的转向意图行驶,其精度对于行车安全具有重要意义;设计了一种汽车方向盘角度传感器转角检测系统,并利用该系统检测一款角度传感器转角值测量精度;检测系统通过CAN总线驱动角度传感器转动并读回角度传感器的转角数据,再利用Matlab对数据进行分析处理;经过多次实验,实验结果符合要求,证明了该系统能有效解决汽车方向盘角度传感器转角测试问题。     

新型MR转向传感器的研究

目前汽车已装备电动转向器和电子稳定控制器以防止侧滑.汽车电动转向器和电子稳定控制器不但需要转向扭矩传感器,而且需要转向角度传感器.磁阻式(MR)转向传感器既可以检测转向扭矩,也可同时检测转向时的转向角.MR转向传感器由磁性敏感元件和信号盘组成.从MR转向传感器的输出信号可以得到转向扭矩和转向角的信息.最后给出了MR转向传感器的性能特性曲线.     

基于蓝牙技术的汽车驾驶盘控制系统

介绍了一种基于蓝牙技术的方向盘控制系统。利用蓝牙传输技术实现汽车方向盘面板开关电子化优化设计,克服传统驾驶过程中需要低头找开关的弊端,使得大部分操作在方向盘上实现,汽车驾驶更便捷。控制系统采用基于BC219159蓝牙芯片的蓝牙模块;主控设备以STC89LE516为控制器,将驾驶盘上按钮的信号采集并处理后送入蓝牙芯片进行无线发送;从控设备蓝牙模块接收到主控设备的信号后,从控芯片STC89C516根据不同的信号发送相应的指令通过CAN总线控制车内的空调、音响、定速巡航、车灯四大系统的使用,同时连接液晶显示屏,可方便驾驶者操控各种设备。本系统利用PWM的方式控制每种功能的强弱调控,减少硬件成本。测试表明,此系统具有成本低、可靠性好、安全性高和通用性强等优点。     

基于UIO的EPS系统状态反馈最优控制

准确地获知电动助力转向（Electric powering steering,EPS）系统阻力矩是提高行车安全的一个重要因素.针对车辆转向过程中,由不同附着路面上EPS 系统所需辅助力矩与转向路感之间的差别而可能导致的误操纵问题,本文基于2自由度整车动力学的EPS系统模型,结合轮胎特性,以轮胎侧偏角和理想路面附着系数为输入,通过设计非线性观测器估计当前路面的附着系数,以获取EPS系统阻力矩;进而,根据EPS 系统模型,运用未知输入观测器（Unknown input observer,UIO）估算方向盘输入转矩,并基于EPS系统状态反馈以实现对EPS系统的无传感器最优控制.最后,对基于永磁同步电机（Permanent magnet synchronous motor,PMSM）的EPS系统进行仿真实验分析.结果表明: 在以电机q轴电流闭环误差最小为指标函数情形下,本设计的方向盘回正残留角从25°降到0°,能有效抑制系统外界干扰,提高了转向时人-车系统的鲁棒性.     

车辆主动转向系统的鲁棒控制器设计研究

本文将H2/H∞鲁棒控制理论应用于电动助力转向系统的控制策略研究,在建立前轮转向理想跟踪模型基础上,提出一种基于H2/H∞模型跟踪技术的主动转向控制方法,并对设计的控制器进行仿真分析与对比.通过仿真分析,从理论上验证基于H2/H∞跟踪控制理论的转向控制器可以适用于汽车的EPS转向系统,能很好地跟随理想车辆转向模型,有利于提高车辆的主动安全和稳定性.     

基于遗传算法的电动助力转向系统鲁棒H∞控制

针对电动助力转向系统(EPS)中存在的模型不确定性和路面干扰问题, 提出了基于遗传算法的鲁棒H∞控制方法. 构建了EPS系统数学模型, 以驾驶员获得较小的干扰波动和卓越的鲁棒性为控制目标, 运用鲁棒H∞方法极小化干扰问题, 将系统设计中加权函数的选取表示成多目标问题, 用遗传算法对其优化求解, 得到鲁棒控制器. 分析了受到路面干扰时, 方向盘把持转矩的响应情况. 仿真结果表明, 遗传优化后的EPS鲁棒控制器有效地增强了系统的鲁棒稳定性, 提高了系统的抗干扰能力, 使驾驶员获得满意的路感, 提高了行驶安全性.     

电动助力转向系统控制策略研究

本文介绍了电动助力转向系统的结构和工作原理,建立了该系统的动力学模型,进一步提出了系统的助力控制、回正控制以及动态阻尼控制策略.策略中采用了PI控制和PID控制方法,并讨论了控制器增益的变化对转向特性的影响.通过仿真分析比较,证明采用此控制策略的EPS能减轻汽车的转向操纵力,改善汽车的回正特性.     

EPS系统模型的动态仿真研究

转向系统是汽车的重要组成部件，转向系统性能的好坏直接影响汽车的质量，而电动式转向系统(Electric Power Steering system)是当前转向系统发展的主要趋势，它不但具有传统转向系统的优点，还增强了转向灵活性、助力力矩调节灵活性，同时使结构更加紧凑。EPS的系统动态性能好坏是该系统成功与否的主要评价指标，该文正是围绕EPS系统的动态性能阐述了其工作原理，并建立了其动态特性的数学模型和系统仿真模型，基于此在计算机上用Matlab工具实现了EPS系统模型的动态仿真。     

嵌入式系统的自适应前照灯系统设计

为了改善驾驶员在夜间或能见度较低环境下的视野范围,提高行驶的安全性,介绍了一种基于嵌入式系统的汽车自适应前照灯系统的设计方案。此系统中的前照灯控制器采用FPGA来控制CAN总线控制器、数／模转换器和全桥电机驱动器等器件来实现接收方向盘转角信号,并使电机运行带动前照灯的转向。自适应前照灯系统控制中心使用的是ARM9处理器。该设计方案满足要求,已经在项目中获得了良好的应用效果。     

线控转向系统力反馈的研究

线控转向系统取消了转向盘与转向轮的机械连接,所以必须通过电机向驾驶员实时反馈路感,从而使驾驶员感知车辆行驶状态和路面状况.首先建立了包括驾驶员在内的转向盘力反馈模型.提出的路感控制策略包括上层控制策略和下层控制策略.上层控制策略中转向盘回正力矩建模为扭杆弹簧施加的回复力矩,与转向盘转角成线性;下层控制策略对电机电流进行比例积分控制.最后研究了不同驾驶员模型比例系数,积分系数和电流比例积分控制的比例系数,积分系数对转向盘转角跟踪性能的影响.结果表明,遗传算法优化得到的这四个参数,可使得驾驶员较好跟踪转向盘转角,路感电机电流较好跟踪目标电流,实现较好的力反馈.     

电动助力转向仿真系统的构建

本文介绍了电动助力转向（Electric Power Steering,EPS）系统的结构和工作原理,建立了EPS系统数学模型,并与车辆动力学仿真软件veDYNA联合起来,构建了EPS仿真系统。利用该仿真系统对直线型助力特性曲线进行仿真分析,说明该仿真系统可以很方便地对各种路况和工况下的车辆转向进行仿真,可用于EPS系统性能分析以及控制算法验证。     

主从式结构的车辆自适应前照灯控制系统设计

车辆自适应前照灯系统(Adaptive Front-lighting System,AFS)是车辆的一种主动安全系统.本文开发的AFS采用主控模块加电机驱动辅助模块组成的主从式结构.AFS主控模块用于采集车身悬架高度、方向盘转角、GPS等传感器信号,用于进行水平和垂直两个方向的车灯角度计算,并发送控制指令信号给步进电机;电机驱动辅助模块用于接收主控模块发出的控制指令信号,并驱动步进电机运动,实现车灯随动转向.现已开发出整套软件算法和硬件原理样机.实验结果表明,该系统能够实现弯道随动转向和坡道俯仰调节,完成不同速度下光型模式的配置.     

汽车驾驶模拟器转向盘回正系统设计

在汽车驾驶模拟器的研发中,对于转向盘回正系统的模拟,可以增强驾驶员操作时的触感,使交通安全实验数据更加可靠.从转向盘回正力矩数学模型研究出发,采用直流力矩电机作为模拟系统中回正力矩的生成部件,设计了整个转向盘回正模拟系统的组成,提出了相应的控制策略.