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基于机电系统动力学联合仿真模型的微型轿车EPS控制器开发

张伟  
【摘要】: 汽车电动助力转向系统(Electric Power Steering System,简称EPS),由于具有机械式和液压式转向系统无可比拟的优势,是汽车动力转向系统和汽车技术发展的重点之一。鉴于当前国内EPS研究和产业化的现状,开展EPS总成及其部件的研发具有重要的理论和实际意义。本课题在EPS理论研究和试验仿真研究的基础上,进行了微型轿车EPS控制器的具体开发,最终实现了台架试验性能良好的EPS控制系统。 本文首先分析了EPS系统基本工作原理及其特点;系统研究了EPS基本控制策略,并设计了本课题所研究的微型轿车EPS的控制策略。 然后建立了微型轿车EPS样车机电系统动力学联合仿真模型,编制了转向性能试验仿真控制文件,完成对EPS样车的转向性能试验仿真分析。仿真试验结果表明:EPS样车转向轻便性能良好,转向回正性能良好,蛇行试验性能较好;初步验证了微型轿车EPS控制策略的控制性能。 随后设计了基于Freescale 16位数字信号处理器(DSP)MC56F8013的微型轿车EPS控制器硬件系统;并以所设计EPS控制策略及硬件系统为基础,设计了微型轿车EPS控制器软件系统,完成了微型轿车EPS控制器的主体设计开发工作。 最后对所设计的微型轿车EPS控制器进行了台架试验。台架试验结果表明:微型轿车EPS系统在线性能良好;助力控制性能良好,回正控制性能良好,并可满足阻尼控制的要求;系统输出转矩可以较好的跟随转向盘输入转矩变化,系统随动性能良好;进一步验证了微型轿车EPS控制器及其控制策略的控制性能。


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