基于永磁同步電機(jī)的EPS控制器開發(fā).pdf

1、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EPS)相比于其他動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，具有節(jié)能、環(huán)保、結(jié)構(gòu)緊湊、布置容易、安裝調(diào)整方便等優(yōu)點(diǎn)。永磁同步電機(jī)(PMSM)相比于其他有刷電機(jī)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、功率密度大、噪聲小、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。采用PMSM的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)將成為汽車動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)一個(gè)新的發(fā)展方向。
　　 本文首先建立了永磁同步電機(jī)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，對(duì)EPS的控制策略進(jìn)行了研究。EPS控制策略分為上下兩層;上層為轉(zhuǎn)向決策層，包括助力、回

2、正、阻尼三個(gè)方面;下層是PMSM控制層，采用磁場(chǎng)定向控制方法(FOC)進(jìn)行PMSM控制;轉(zhuǎn)向決策層計(jì)算出電機(jī)的目標(biāo)電流，電機(jī)控制層通過PID控制器跟蹤電機(jī)的目標(biāo)電流。
　　 其次，根據(jù)EPS控制系統(tǒng)的傳感器和執(zhí)行器類型，設(shè)計(jì)了EPS控制器硬件電路?？刂破饔布娐酚蓡纹瑱C(jī)最小系統(tǒng)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、傳感器接口電路、CAN通信接口電路、電壓檢測(cè)電路、溫度檢測(cè)電路、故障指示電路幾個(gè)部分組成;EPS主控芯片選用STM32F103ZET6單片

3、機(jī)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路采用A3946作為MOSFET前置驅(qū)動(dòng)芯片。
　　 根據(jù)所設(shè)計(jì)的硬件電路，基于u Vision4集成開發(fā)環(huán)境，開發(fā)了EPS控制系統(tǒng)軟件;控制軟件采用定時(shí)器實(shí)現(xiàn)硬件定時(shí)，主要包括EPS主程序、轉(zhuǎn)向決策程序、傳感器信號(hào)采集程序、電機(jī)驅(qū)動(dòng)程序、故障檢測(cè)程序等。
　　 最后，為了驗(yàn)證所開發(fā)的EPS控制系統(tǒng)軟件和硬件有效性，分別進(jìn)行了永磁同步電機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)、EPS控制器臺(tái)架試驗(yàn)、EPS控制器實(shí)車試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，所