电动助力转向系统的研究与

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1、洛阳理工学院毕业设计（论文）电动助力转向系统的研究与设计摘要电动助力转向系统(ElectricPowerSteeringSystem，简称EPS)，是汽车工程领域的热门课题之一。本文在研究了电动助力转向系统工作原理的基础上，设计开发了EPS的电子控制单元ECU(ElectronicControlUnit)的硬件电路和相应的控制软件框图。本文详细分析了电动助力转向系统电子控制单元的功能，研究开发了以89c52单片机为微处理器的电子控制单元。控制单元具有实时数据信号采集和系统控制功能，根据采集的数据信号，确定电动机输出的目标电流，利用PWM脉宽调制技术，通过H桥式电路控制电动机的

2、输出电流和转动方向，实现助力转向功能。在研制了实验用ECU装置后，开发了相应的控制软件。控制软件分为控制策略的实现和数据信号采集与分析两部分。整个软件系统采用了模块化的设计思想。在数据信号采集与控制部分，设计了系统主程序、A/D采集程序、车速信号采集程序和PWM控制程序。本文所设计的EPS电子控制单元性能稳定，结构合理，与整车匹配性能好，可保证EPS实现良好的转向助力效果。关键词：电动助力转向电子控制单元单片机控制策略ElectronicpowersteeringsystemResearchandDesignABSTRACTElectricPowerSteeringSyste

3、m(EPS)isoneofthefocusesresearchinautomotiveengineering.ThispaperisbasedontheprinciplesofEPStostudytheoperation,designedanddevelopedtheElectronicControlUnit(ECU)andthesoftwarediagramoftheECU.ThethesisConsidersthefunctionsoftheelectroniccontrolunitofEPS,studiedanddevelopedthehardwarethatadopt

4、ed89c51asitsmicroprocessor.Thecontrolunitwasabletorealizereal-timedata/signalacquisitionandsystemcontrol.Thetargetcurrentofmotoroutputcouldbedeterminedbytheobtaineddata;andutilizingthePulse-WidthModulation(PWM)technology,powercouldbeprovidedtothesteeringsystembycontrollingtheoutputcurrentan

5、drotationdirectionthroughH-bridgecircuit.Thesoftwareprogram,whichwasdividedintotherealizationofcontrolstrategyandtheacquisition&controlofdata/signal,wasdevelopedinmodularafterthedesignofexperimentalECUwascompleted.Andthemainprogram,A/Dacquisitionprogram,speedsignalacquisitionprogramandPWMco

6、ntrolprogramaredevelopedinthesecondpart.Theresultshowedthattheelectroniccontrolunitdesignedwaswithstableperformance,appropriatestructureandexcellentmatchingcondition,andtheexcellentpowersteeringeffectcouldbeensuredbyEPS.Keywords:ElectricPowerSteeringSystem(EPS)ElectronicControlUnitSingle-Ch

7、ipMicroprocessorControlStrategy目　录前　言1第1章绪论21.1汽车电动助力转向系统的特点21.2电动助力转向系统国内外的研究现状41.3EPS的发展趋势和急待解决的核心技术51.4本课题研究的目的与意义6第2章电动助力转向系统方案确定及工作原理72.1电动助力转向系统的工作原理92.1.1电动助力转向系统的组成和工作原理92.1.2电动助力转向系统的分类112.1.3电动助力转向系统的技术要求122.2电动助力转向系统的数学模型132.2.1转向盘和转向柱输入轴子模型14