基于PMSM的汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制的研究與實現(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置，滿足不同駕駛員的駕駛特點。路感電機和執(zhí)行電機作為SBW的動力部分，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)矩脈動小、功率密度大的永磁同步電機(PMSM)作為SBW系統(tǒng)的路感電機和

2、執(zhí)行電機。對基于PMSM的SBW系統(tǒng)進行研究，課題的主要內(nèi)容如下:
　　設計路感電機和執(zhí)行電機的控制方案。選用PMSM作為SBW系統(tǒng)的路感電機和執(zhí)行電機，利用矢量控制中id=0的控制策略對路感電機和執(zhí)行電機進行控制。路感電機主要完成力矩的反饋，使用單環(huán)（電流環(huán)）控制對路感電機進行控制。執(zhí)行電機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）控制對執(zhí)行電機進行控制。建立路感電機和轉(zhuǎn)向電機的仿真模型，觀察路感電機的

3、電流響應和執(zhí)行電機的位置響應。
　　SBW系統(tǒng)中路感需模擬產(chǎn)生，本系統(tǒng)中根據(jù)轉(zhuǎn)向阻力矩對路感進行模擬，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，使用PMSM的q軸電流對轉(zhuǎn)向阻力矩進行估算。結合電動助力轉(zhuǎn)向(EPS)系統(tǒng)的助力特點，設計具有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可能出現(xiàn)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)回正超調(diào)現(xiàn)象，加入主動回正力矩彌補汽車低速行駛時回正不足的缺點。建立SBW系統(tǒng)的仿真

4、模型，對控制策略進行仿真驗證。
　　使用四線旋轉(zhuǎn)變壓器作為PMSM的位置傳感器，設計基于AD2S1200的四線旋轉(zhuǎn)變壓器的解碼電路。針對轉(zhuǎn)角傳感器成本較高、安裝困難的缺點，分析路感電機電角度和方向盤轉(zhuǎn)角的關系，使用路感電機電角度計算方向盤轉(zhuǎn)角。分析執(zhí)行電機電角度和前輪轉(zhuǎn)角之間的關系，使用執(zhí)行電機電角度計算前輪轉(zhuǎn)角。
　　設計SBW系統(tǒng)控制器，搭建SBW系統(tǒng)實驗臺架，對提出的控制算法進行實驗分析。實驗表明，設計的電路能完成PM