基于PMSM的汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、線控轉(zhuǎn)向控制(SBW)系統(tǒng)作為一種新型的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，擺脫了傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中連桿的連接，使轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的靈活性大大增加。使用電信號(hào)完成方向盤和前輪之間的信息交互，完成轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的雙向控制。轉(zhuǎn)向連桿的取消使得汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的力傳遞特性和角傳遞特性可以靈活的設(shè)置，滿足不同駕駛員的駕駛特點(diǎn)。路感電機(jī)和執(zhí)行電機(jī)作為SBW的動(dòng)力部分，其性能的好壞直接影響到駕駛員的駕駛舒適性。本系統(tǒng)中選用轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小、功率密度大的永磁同步電機(jī)(PMSM)作為SBW系統(tǒng)的路感電機(jī)和

2、執(zhí)行電機(jī)。對(duì)基于PMSM的SBW系統(tǒng)進(jìn)行研究，課題的主要內(nèi)容如下:
　　設(shè)計(jì)路感電機(jī)和執(zhí)行電機(jī)的控制方案。選用PMSM作為SBW系統(tǒng)的路感電機(jī)和執(zhí)行電機(jī)，利用矢量控制中id=0的控制策略對(duì)路感電機(jī)和執(zhí)行電機(jī)進(jìn)行控制。路感電機(jī)主要完成力矩的反饋，使用單環(huán)（電流環(huán)）控制對(duì)路感電機(jī)進(jìn)行控制。執(zhí)行電機(jī)主要完成位置的控制，根據(jù)伺服控制的思想，選用三環(huán)（位置、速度和電流）控制對(duì)執(zhí)行電機(jī)進(jìn)行控制。建立路感電機(jī)和轉(zhuǎn)向電機(jī)的仿真模型，觀察路感電機(jī)的

3、電流響應(yīng)和執(zhí)行電機(jī)的位置響應(yīng)。
　　SBW系統(tǒng)中路感需模擬產(chǎn)生，本系統(tǒng)中根據(jù)轉(zhuǎn)向阻力矩對(duì)路感進(jìn)行模擬，但SBW系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向阻力矩獲取比較困難。本系統(tǒng)根據(jù)PMSM矢量控制的特點(diǎn)，使用PMSM的q軸電流對(duì)轉(zhuǎn)向阻力矩進(jìn)行估算。結(jié)合電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向(EPS)系統(tǒng)的助力特點(diǎn)，設(shè)計(jì)具有EPS特性的路感力矩。在路感力矩中加入阻尼力矩抑制汽車高速行駛時(shí)可能出現(xiàn)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)回正超調(diào)現(xiàn)象，加入主動(dòng)回正力矩彌補(bǔ)汽車低速行駛時(shí)回正不足的缺點(diǎn)。建立SBW系統(tǒng)的仿真

4、模型，對(duì)控制策略進(jìn)行仿真驗(yàn)證。
　　使用四線旋轉(zhuǎn)變壓器作為PMSM的位置傳感器，設(shè)計(jì)基于AD2S1200的四線旋轉(zhuǎn)變壓器的解碼電路。針對(duì)轉(zhuǎn)角傳感器成本較高、安裝困難的缺點(diǎn)，分析路感電機(jī)電角度和方向盤轉(zhuǎn)角的關(guān)系，使用路感電機(jī)電角度計(jì)算方向盤轉(zhuǎn)角。分析執(zhí)行電機(jī)電角度和前輪轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系，使用執(zhí)行電機(jī)電角度計(jì)算前輪轉(zhuǎn)角。
　　設(shè)計(jì)SBW系統(tǒng)控制器，搭建SBW系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)架，對(duì)提出的控制算法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析。實(shí)驗(yàn)表明，設(shè)計(jì)的電路能完成PM