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汽车线控转向控制器的开发研究

肖峰  
【摘要】: 汽车线控转向系统融合了先进的电子技术、信息技术、控制技术,是一种全新概念的转向系统。它取消转向盘和转向车轮之间的机械连接,完全摆脱了传统转向系统的各种约束限制,给汽车转向特性带来很大的设计空间。由于它的角传递和力传递都是通过传感器和控制器完成的,控制器的工作稳定性和工作可靠性是线控转向系统最需要解决的关键问题。 本文针对线控转向控制系统的性能和系统设计进行了研究,分析了线控转向系统匹配设计的特点及方法,并对系统参数、各传感器参数、电机功率及减速机构的减速比进行了匹配设计。采用脉宽调制波控制功率输出电机——前轮转向电机、路感电机,进行闭环模糊PID调节。尝试设计了模糊PID控制器,通过在线实时地对PID的三个参数进行整定,改善控制系统的动态效果和鲁棒性。本文以Philips公司的高速单片机芯片P89C591和芯片P87LPCC778为核心开发系统控制器,由逻辑控制电路和功率驱动电路组成。控制器拥有传感器信号的采集电路、三相全桥式驱动电路、故障报警电路,同时具备故障自动诊断功能。丰富的硬件资源为以后的功能扩展和升级提供了空间。在开发控制器硬件的基础上,采用单片机C语言开发线控转向系统的控制程序,利用中断程序实施对系统状态信息的采集,实现前轮转向电机的实时控制。经验证,该线控转向控制器实现了所有的设计功能,具有良好的控制性能和稳定性。为线控转向系统的进一步研究开发奠定了一定的基础。


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