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基于DSP的电动液压助力转向系统

刘佳妮  
【摘要】:电动液压助力转向(EHPS)系统,以传统的液压助力转向系统(HPS)成熟的技术为基础,引入稳定的电机控制技术,改变发动机控制液压泵助力不可调的缺陷,使用电机控制液压泵,产生大小可变的助力。所以,EHPS具有更多优势,不仅转向控制更加灵活准确,能够降低系统能耗,而且实时控制加强,抗路面冲击强。电动液压助力转向系统市场前景广阔。 本文中首先分析EHPS整体结构,研究了无刷直流电机转速与转向助力大小的关系,建立并简化了数学模型,得到了离散点的调节助力方法。针对该方法不连续的缺点,提出一种基于改进的前向神经网络的控制算法,拟合出任意车速下,电机转速、转向盘角速度和车速间连续的关系,不仅具有一般神经网络解决了离散控制盲区,提高实时性的功能,而且能够防止输出的是局部最优值,而是全局最优值,减少控制误差。 稳定的电机控制是EHPS控制的关键,本文电机选用无刷直流电机(BLDCM)。为获得优良的动、静态性能,选用直接转矩控制(DTC),通过磁链比较环控制逆变器导通,并且,配合电流比较环,控制PWM波占空比,最后,通过Matlab建模验证,得到算法稳定准确的结论。并在算法基础上,选定芯片完成硬件设计,以及软件的编写。 控制器是EHPS的核心,本文采用TI公司生产的电机控制专用芯片TMS320F2812,它的丰富的硬件资源,其中,PWM模块,事件捕捉模块,极大方便了软硬件的设计。本文结合硬件资源,设计了电机的核心控制模块、功率驱动模块、信号调理模块,以硬件设计为基础完成了软件的设计。 最后,搭建EHPS的性能测试平台,对控制算法,控制器对系统的信号采集,电机控制,以及助力特性进行了测试及分析。平台测试的实验结果验证不同车速、不同转向盘的角速度下EHPS系统的性能,实验结果证明系统控制算法、系统设计的正确性,运行稳定的可靠性,符合实验预期运行结果。


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