机械5

EPS电机控制器的设计（全套设计含CAD图纸） 摘要 由于电动助力转向系统具有环保节能、助力特性可调、安全性高等优点，许多汽车企业和研究单位已经将其做为重点研发项目之一，其中，电子控制器硬件开发和控制软件是其核心技术之一。 本文首先分析了各种助力转向系统的特点，重点研究了电动助力转向系统的结构和动力学模型。 本文重点设计了电动助力转向系统的控制器硬件及控制软件。硬件设计方面主要包括：选取了飞思卡尔MC9S12系列单片机作为EPS系统CPU，设计了单片机最小系统电路（包括时钟电路、滤波电路、电源电路、复位电路等）；采用LM2576芯片设计了稳压电源电路；方向盘转矩传感器信号和车速信号调理电路、助力电机驱动电路以及通信电路等。助力电机驱动电路由电机专用驱动芯片TD340驱动；通信电路主要由串口通信和CAN总线通信组成，实现与PC机和整车通信；控制软件方面主要编写了单片机的A/D转换程序、PWM模块和脉冲捕捉模块程序以及相关寄存器配置方法。 为了验证控制器硬件和软件的可靠性，在本设计中进行了实验研究，主要包括无助力与有助力对比、方向盘回正控制等试验，结果表明，控制器硬件部分性能良好、工作稳定可靠；软件控制效果较好，助力特性符合设计要求。转向系统稳定性较好，同时方向盘上无明显抖动，手感良好，为下一步的装车试验做好了准备。 目录 摘要…………………………………………………………………....Ⅰ ABSTRACT…………………………………………………………....Ⅱ 第1章绪论…...……………………………………………………….1 1.1本设计研究的意义............................................1 1.2本设计研究的目的............................................ 2 1.3电动助力转向系统国内外发展研究现状..........................3 1.4电动助力转向系统的特点......................................4 1.5本设计研究的主要内容........................................5 第2章工作原理和控制方法…………………………………………..6 2.1工作原理及结构组成.......................................... 6 2.1.1助力电机...............................................6 2.1.2电磁离合器.............................................6 2.1.3电子控制单元...........................................6 2.2 EPS电机控制器的基本控制方式..............................7 2.2.1助力控制..........................................8 2.2.2回正控制..........................................8 2.2.3阻尼控制..........................................8 第3章硬件设计…………………………………………………..........9 3.1硬件电路结构及系统框图....................................9 3.2传感器....................................................10 3.2.1电位计式扭矩传感器...................................10 3.2.2车速传感器..........................................10 3.3 ECU.......................................................11 3.3.1单片机的选择..........................................11 3.3.2时钟电路..............................................11 3.3.3滤波电路..............................................12 3.3.4电源电路..............................................13 3.3.5复位电路...............................................13 3.4电源转换电路..............................................13 3.5传感器信号（车速、扭矩）处理电路..........................14 3.5.1车速信号处理电路......................................14 3.5.2方向盘扭矩信号........................................15 3.6电机驱动器的选择..........................................15 3.7本章小结..................................................17 第4章软件设计……………………………………………………....18 4.1 EPS软件的总体流程....................................18 4.2软件设计..................................................19 4.2.1 A/D数据采集程序设计.................................19 4.2.2电动机PWM控制....................................23 4.3本章小结..................................................27 第5章试验分析……………………………………………………... 28 5.1程序下载..............................................28 5.2实验设备介绍..............................................30 5.3台架实验结果与分析........................................30 5.3.1无助力特性试验....................................... 30 5.3.2助力特性试验......................................... 31 5.3.3回正性试验........................................... 33 5.4本章小结..................................................34 总结……………………………………………………………………. .35 致谢…………………………………………………………………... .36 参考文献…………………………………………………………….37 附录A外文文献………………………………………………………. .39 附录B中文译文……………………………………………………….43 附录C电机控制器主程序…………………………………………...49