乘用车电动助力转向系统建模与设计
汽车电动助力转向系统的建模与仿真
图2- 1 转向轴助力式 EPS 的简化模型
Fig. 2 - 1 Steering shaft power assisted EPS simplified model
图中 :θ, X , J , b , K , T , J , N , G 分别代表各部件 的角位移 , 位移 , 转动惯量 , 粘性阻尼系数 , 刚度 , 扭 矩 ,齿条到转向轮的传动比 ,减速比等 拉格朗日动力学方程的一般形式 ,如式 ( 2 - 1) : d 5L 5L = Qi d t 5 qi 5 qi ( 2 21) i = 1 , 2 , …, n 对于转向轴助力式 EPS , 选择电机轴角位移 θ m ,转向轮角位移 δ和齿条平移位移 X r 三个参数为 系统的自由度 ; 作用在θ m 上的广义力是助力电机输 δ 出扭矩 T m ,作用在 上的外部力为回正力矩 M z ( 转 换到主销上) 。 系统的动能和势能分别为 :
吴亦君 ( 上海大众汽车有限公司 , 上海 210000) W U Yi2j un
( S han g hai D az hon g Co. , S han g hai 210000 , Chi na)
[ 摘要 ] 本文分析了动力转向系统的发展概况和国内外研究及应用水平 , 建立了电动助力转向系统的数学模
型 ,利用有关软件进行计算机仿真分析并与试验结果相比较 ,验证了模型的正确性 。
[ Abstract] This paper summarizes t he develop ment of power steering system , and analyzes t he current sit ua2 tio n of t he research and applicatio n of t his new technology bot h at ho me and abroad. Al so in t his paper , a mat hematical model of EPS system will be co nst ructed , and t hen analyzed by means of co mp uter simula2 tio n , where certain soft ware will be int roduced. Finally , t he p recisio n of t his model is to be co nfirmed by co mparing t he t heoretical analysis result wit h t he data acquired f ro m p ractical test s and experiment s.
电动助力转向系统的控制系统设计
转向轴助力式电动助力转向系统
毛建伟 杨建中 蔡志标 陈仁史
《电动助力转向系统的控制系统设计》 毛建伟 杨建中 蔡志标 陈仁史
1.3 研究的目的和意义
汽车转向系一直存在着“轻”与“灵”的矛盾，而且转 向力与路感也相互制约。EPS由电机提供助力，助力大小由 电控单元(ECU) 实时调节与控制，可以较好地解决上述矛盾。 EPS控制策略的设计是EPS系统的关键技术之一，如何得到 任意车速下的助力曲线是研究EPS技术的重点与难点。
式中
I m ——电动机和离合器的转动惯量，Kg m2 ； Bm ——电动机粘性阻尼系数， N m /(rad / s) ；
电动机等效电路图
m ——电动机的转角， rad ；
Tm ——电动机电磁转矩，这里即是电动机的控制输入， N m ；
Ta ——电动机负载，这里即为电动机输出助力转矩， N m 。
0
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《电动助力转向系统的控制系统设计》 毛建伟 杨建中 蔡志标 陈仁史
3 EPS控制系统设计及仿真研究
常规助力控制
EPS的控制模式
在实际的控制系统中，电动机助力转矩Ta 可以表示为：
Ta 式中
K
mK(mm— —n1电1 )动机和减20速20机/3/2构2 的刚性系数，
N
m
/
rad
。
输出轴子模型
《电动助力转向系统的控制系统设计》 毛建伟 杨建中 蔡志标 陈仁史
对转向柱输出轴及电机输出轴进行动力学分析，得到下面的运动学方程： I e1 Be1 Tsen n1Ta Tw
汽车电动助力转向系统研究与设计
汽车电动助力转向系统研究与设计作者姓名马东霞专业自动化指导教师姓名杜永专业技术职务讲师摘要汽车电动助力转向系统（Electric Power Steering）简称EPS，是近些年来出现的新型动力转向系统。
该系统由电动助力机直接提供转向助力，省去了液压动力转向系统（HPS）所必需的动力转向油泵、软管、液压油、传送带和装于发动机上的皮带轮，既节省能量，又保护了环境。
与液压动力转向（HPS）相比，汽车电动助力转向系统(EPS)结构简单、成本低、灵活性好、能充分的满足汽车转向性能的要求，在转向操作的舒适性、安全性和节能、环保等方面显示出显著的优越性。
同时可以通过软件加以改变，硬件资源利用高；低速行驶时转向轻便，高速行驶时转向有稳重感；助力电机只在汽车转向时才工作，节约能源。
汽车电动助力转向系统主要由扭矩传感器、车速传感器、电子控制单元、无刷直流电动机、电磁离合器和减速机构等部分组成。
通过传感器探测机探测在转向操作时方向盘产生的扭矩或转角的大小和方向，并将所需信息转化成数字信号输入控制单元，再由控制单元对这些信号进行运算后得到一个与行驶工况相适应的力矩，最后发出指令驱动电动机工作，电动机的输出转矩通过传动装置的作用而助力。
本文根据电动助力转向系统的特点，采取PIC16F877单片机作为核心，采用传感器信号采集技术和无刷直流电动机专用芯片等，实现信号采集和助力电机的控制。
关键词：电动助力转向单片机控制系统ABSTRACTElectric Power Steering System (Electric Power Steering) referred to as EPS, is a new power steering system,which emerged in recent years. The system is provided directly by the electric power steering machine, eliminating the need for hydraulic power steering system (HPS) necessary for power steering pumps, hoses, hydraulic oil, belt and the pulley mounted on the engine, both to save energy and protect the environment. Comparing with hydraulic power steering (HPS), the electric power steering (EPS)system of the automobiles is simpler in structure,more flexible,and call fully meet the requirements of steering performances. At the same time can be changed by software, hardware resource utilization high; low speed when turning light, high speed, moved to a stable sense; power steering motor only when the work in the automotive, energy conservation.Electric power steering (EPS) system mainly combines the torquesensor ,velocity sensor, electric control unit,electromagnetic clutch and gear down machine etc. Detection by sensors detecting machine operation in the steering wheel torque generated by the magnitude and direction or angle, and the required information into digital signal input control unit, control unit by the operations on these signals to get a post with the driving cycle suitable moment, finally sending instructions drive the electric motor, the motor output torque is assisted through the role of gear.EPS system use PIC16F877 as the control core,adopted sensor signal collection technology and the chip which is a special control chip for no-brush DC motor.Key words：electronic power steering ; single chip micro-computer; control system目录摘要 (1)ABSTRACT (2)第一章绪论 (7)1.1 引言 (7)1.2 电动助力转向系统国内外研究现状 (7)1.3 课题研究的目的、意义 (8)1.4 本文所做的主要工作 (9)第二章电动助力转向系统的组成和原理 (10)2.1 EPS的系统介绍 (10)2.2电动助力转向系统的组成 (10)2.2.1 扭距传感器 (10)2.2.2车速传感器 (12)2.2.3 电磁离合器 (12)2.2.4 电子控制单元（ECU） (13)2.2.4.1 ECU的基本构成单元 (13)2.2.4.2 电子控制单元的内部模块 (14)2.2.4.3 系统自检和安全 (15)2.2.5 减速机构 (15)2.3 电动助力的工作原理 (16)2.3.1 EPS的控制原理 (16)2.3.2 EPS的助力特性 (16)2.4 电动助力转向系统的分类 (17)第三章电动助力转向系统数学模型和控制策略分析 (18)3.1 电动助力转向系统的数学模型 (18)3.1.1 转向盘和转向柱输入轴数学模型 (18)3.1.2 输出轴的数学模型 (18)3.1.3 传感器的数学模型 (19)3.1.4 电动机的数学模型 (20)3.2 EPS控制策略分析 (21)3.2.1 助力控制 (22)3.2.2 回正控制 (22)3.2.3 阻尼控制 (22)3.3 直流电动机电流控制算法 (23)3.3.1 常规PID算法 (23)3.3.2 模糊自适应PID控制 (23)3.3.3 H 控制 (25)第四章电动助力转向控制系统的硬件设计 (26)4.1 中央处理单元（MCU）的设计 (26)4.1.1 中央处理单元核心部分设计 (26)4.1.2 系统控制芯片选型 (26)4.1.2.1 单片机的资源介绍 (26)4.1.2.2 单片机的电源 (28)4.1.2.3 单片机的复位电路 (29)4.2.1 电动机PWM调压控制 (30)4.2.2 电机驱动电路 (31)4.2.3 电机电流采样电路 (32)4.3 继电器控制电路 (33)4.4 系统硬件抗干扰措 (33)第五章电动助力转向控制系统的软件设计 (34)5.1 主程序设计 (34)5.2 子程序设计 (36)5.2.1 ADC程序设计 (36)5.2.3 PWM程序设计 (38)第六章总结 (40)参考文献 (41)致谢 (42)第一章绪论1.1引言随着现代汽车技术的迅猛发展，人们对汽车转向操纵性能的要求也日益提高。
汽车电动助力转向系统的设计
毕业设计（论文）题目汽车电动助力转向系统的设计专业学号学生指导教师答辩日期 20**年12月28日毕业设计（论文）任务书说明：请同学们下载后，上述五页与论文使用同材质纸张打印，此页不必打印。
目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 汽车转向系统简介 (1)1.1.1 转向系的设计要求 (1)1.2 EPS的特点及发展现状 (2)1.2.1 EPS与其他系统比较 (2)1.2.2 EPS的特点 (2)1.2.3 EPS在国内外的应用状况 (3)1.3 本课题的研究意义 (4)第2章电动助力转向系统的总体组成 (5)2.1 电动助力转向系统的机理及类型 (5)2.1.1 电动助力转向系统的机理 (5)2.1.2 电动助力转向系统的类型 (7)2.2 电动助力转向系统的关键部件 (9)2.2.1 扭矩传感器 (9)2.2.2 车速传感器 (9)2.2.3 电动机 (9)2.2.4 减速机构 (10)2.2.5 电子控制单元 (10)2.3 电动助力转向的助力特性 (11)第3章电动助力转向系统的设计 (12)3.1 对动力转向机构的要求 (12)3.2 齿轮齿条转向器的设计与计算 (12)3.2.1 转向系计算载荷的确定 (13)3.2.2 齿轮齿条式转向器的设计 (14)3.2.3 齿轮齿条转向器转向横拉杆的运动分析 (22)3.2.4 齿轮齿条传动受力分析 (24)3.2.5 齿轮轴的强度校核 (24)第4章转向传动机构的优化设计 (29)4.1 结构与布置 (29)4.2 用解析法求内、外轮转角关系 (30)4.3 转向传动机构的优化设计 (32)4.3.1 目标函数的建立 (32)4.3.2 设计变量与约束条件 (33)4.4 研究结论 (36)结论 (37)致谢 (39)参考文献 (40)附录1 (41)附录2 (46)摘要汽车转向系统可按转向的能源不同分为机械转向系统和动力转向系统两类。
某款纯电动汽车电动助力转向系统设计开发
汽车设计培训--某款纯电动汽车电动助力转向系统设计开发
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汽车设计培训-
汽车设计培训--某款纯电动汽车电动助力转向系统设计开发
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汽车设计培训-
为了改善驻车及低速行驶时人手操纵力重的问题，增加了驻车状态和低 速曲线的斜率，增大了电机助力；为了改善中高速转向时人手操纵力轻的问 题，减小了中高速曲线的斜率，减少电机助力，增大车辆高速行驶时人手操 纵力；为了增加转向响应的灵敏度，调整了曲线横坐标起始点，增强中心感； 为了增加转向线性感，对不同车速曲线的间隔进行调整，使全车速的驾驶力 均匀增加。优化后曲线如图1（b）所示。
汽车设计培训--某款纯电动汽车电动助力转向系统设计开发
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汽车设计培训-
5总结 介绍了某款汽油车改制为纯电动车过程中，转向系统由液压助力改为电 动助力的设计开发方案。 1）技术方案研讨。在选择电动助力方案时，需要综合考虑功能实现、 成本优化、批量生产等因素，为实现成本最低、开发周期最短、可靠性强， 最终选择借用公司现有车型的助力模块，采用管柱式电动助力方案。 2）结构设计及安装方案。考虑到使整车布置的变化量最小，则在硬点 不变的原则下进行转向系统的结构设计。转向管柱增加助力模块，体积和重 量相应增加，需要变更安装方式。同时转向传动轴的直径增大，实现传递更 大扭矩。转向器由液压式变为机械式，为提高转向响应，增大齿轮齿条的传 动比。
原地转向阻力矩，根据半经验公式（2）得到
汽车设计培训--某款纯电动汽车电动助力转向系统设计开发
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汽车设计培训-
式中：f 为轮胎和路面的滑动摩擦系数，取值0.7；G1 为满载前轴载荷， kg；P 为轮胎气压，MPa。
回正力矩为
式中：R 为轮胎静半径，mm；σ为主销内倾角，°；rs 为主销偏移距， mm；δ为轮胎内转角，°。
汽车电动转向器动力学建模与控制仿真分析
摘要汽车电动转向器是一种新型的汽车转向助力系统。
文章先对EPS系统原理及结构进行说明，介绍了三种EPS典型助力曲线，建立了机械转向系统数学模型、EPS系统数学模型，文中提出了EPS系统控制目标，说明了EPS系统的PID控制策略，介绍了电动助力转向系统中的三种控制模式：助力控制模式，回正控制模式，阻尼控制模式，文章重点研究助力控制。
并建立了机械转向系统、EPS系统和基于PID控制的系统三种数学模型，然后应用MATLAB的Simulink模块进行运动仿真，通过调整参数和分析参数，来研究系统稳定性随参数变化的影响。
仿真结果表明，所设计的PID 控制对能对转向系统模型进提供助力控制，同时能使系统满足很好的动态性能。
关键词：电动转向器；助力控制；MA TLAB/Simulink；仿真AbstractElectric Power Steering is a new automotive power steering system.This article first on the principle and structure of EPS system are described, three kinds of typical EPS power curve is introduced in this paper, the mathematical model of the system, the EPS system mathematical model of the pure mechanical steering system is established in this paper, the target control of EPS system, the control strategy of EPS system of PID, this paper introduces three kinds of control mode of electric power steering in: power control mode, return control mode, the damping control mode, this paper focuses on the study of power control. Under pure mechanical steering system, EPS system and PID power control of EPS system based on the mathematical model, the application of MA TLAB/Simulink simulation, parameters, and analysis of influence parameters on the stability of the system, and the use of PID control strategy for power control of the model, and that the system can meet the dynamic performance is very good.Key words: electric power steering ; assist control ; MA TLAB/Simulink; simulationII目录摘要 (I)Abstract (II)目录 (V)1 绪论 (1)1.1 本课题的研究背景和意义 (1)1.2 国内外的发展概况 (1)1.3 本课题应达到的要求 (2)2 电动转向系统的动力学模型 (3)2.1 电动转向系统的结构和工作原理 (3)2.2EPS典型助力曲线 (5)2.3 EPS动力学的模型 (7)2.3.1 机械转向系统数学模型 (7)2.3.2 EPS系统的模型 (8)2.4 EPS稳定性与转向助力增益分析 (10)2.4.1 转向助力增益的确定 (10)2.4.2 EPS稳定性与转向助力增益关系 (11)3 EPS系统控制分析 (16)3.1系统控制的目标 (16)3.2 EPS系统的控制策略 (16)3.3 系统的控制模式 (17)3.4 系统的补偿控制 (18)3.4.1 补偿控制原理 (18)3.4.2 补偿控制的作用 (18)4 EPS系统的仿真与分析 (19)4.1 MATLAB/Simulink仿真平台的介绍 (19)4.2 系统仿真参数取值 (19)4.3 机械转向系统仿真与研究 (20)4.3.1 机械转向系统的Simulink模型 (20)4.3.2 汽车机械转向系统在阶跃输入时不同参数下的仿真研究 (22)4.3.3 不同参数对系统性能影响的仿真分析 (28)4.4 EPS转向系统仿真与研究 (28)4.4.1 EPS系统的Simulink模型 (28)4.4.2 EPS系统加入PID控制的Simulink模型 (30)4.4.3 EPS系统加入PID控制的仿真与分析 (32)4.5 不同系统的比较仿真与分析 (36)5 结论与展望 (40)5.1 主要结论 (40)5.2 不足之处及未来展望 (40)致谢 (41)参考文献 (41)附录 (42)汽车电动转向器动力学建模与控制仿真研究1 绪论1.1 本课题的研究背景和意义目前汽车已经走入寻常百姓家中，人们对汽车需求逐渐增大。
电动助力转向系统设计解析
电动助力转向系的设计1 引言电动助力转向系统（EPS,Electric Power Steering）是未来转向系统的发展方向。
该系统由电动助力机直接提供转向助力，省去了液压动力转向系统所必需的动力转向油泵、软管、液压油、传送带和装于发动机上的皮带轮，既节省能量，又保护了环境。
另外，还具有调整简单、装配灵活以及在多种工况下都能提供转向助力的特点。
正是这些优点，电动助力转向系统作为一种新的转向技术，将挑战大家都非常熟知的、已具有50多年历史的液压转向系统。
电动助力转向系统是于20世纪80年代中期提出来的。
该技术发展最快、应用较成熟的当属TRW转向系统和Delphi Sagiaw （萨吉诺）转向系统，而Delphi Sagiaw （萨吉诺）转向系统又代表着转向系统发展的前沿。
她是一个于20世纪50年代把液压助力转向系统推向市场的，从此以后，Delphi转向发展了技术更加成熟的液压助力系统，使大部分的商用汽车和约50%的轿车装备有该系统。
现在,Delphi转向系统又领导了汽车转向系统的一次新革命--电动助力转向系统。
电动助力转向系统符合现代汽车机电一体化的设计思想，该系统由转向传感装置、车速传感器、助力机械装置、提供转向助力电机及微电脑控制单元组成。
该系统工作时，转向传感器检测到转向轴上转动力矩和转向盘位置两个信号，与车速传感器测得的车速信号一起不断地输入微电脑控制单元，该控制单元通过数据分析以决定转向方向和所需的最佳助力值，然后发出相应的指令给控制器，从而驱动电机，通过助力装置实现汽车的转向。
通过精确的控制算法，可任意改变电机的转矩大小，使传动机构获得所需的任意助力值。
EPS在日本最先获得实际应用，1988年日本铃木公司首次开发出一种全新的电子控制式电动助力转向系统，并装在其生产的Cervo车上，随后又配备在Alto上。
此后，电动助力转向技术得到迅速发展，其应用范围已经从微型轿车向大型轿车和客车方向发展。
电动助力转向系统动力学建模与分析
电动助力转向系统动力学建模与分析电动助力转向系统动力学建模与分析福建工程学院机电及自动化工程系丁志刚钟勇[摘要]本文介绍了汽车的电动助力转向系统（EPS ）的基本结构，建立了E PS 系统的动力学模型，并通过对动力学模型的分析得到E PS 系统的状态空间模型。
[关键字]电动助力转向；动力学模型；状态空间模型汽车转向系统是用来改变或保持汽车行驶方向的机构。
其性能直接关系到汽车的操纵稳定性和舒适性。
汽车转向系统的发展历经了无助力转向系统、液压助力转向系统（HPS ）、电控液压助力转向系统（EHPS ）、电动助力转向系统（EPS ）、线控转向系统（SBW ）。
电动助力转向相比于液压助力转向，改善了汽车的转向助力特性，减少了能量消耗，结构紧凑，质量降低，维护方便，对环境的影响减少。
近20几年来，随着电子技术的发展，传感器、电机及其控制理论的发展和完善，EPS 技术日趋完善，EPS 的助力型式也从低速范围助力型向全速范围助力型发展，并且其控制形式与功能也进一步加强。
新一代的EPS 则不仅在低速和停车时提供助力，而且还能在高速时提高汽车的操纵稳定性。
主要体现在模型创新与试验创新2个方面。
1EPS 系统的基本结构根据助力电机布置位置的不同，电动助力转向分为转向齿条助力式、转向齿轮助力式、转向轴助力式，如图1所示。
(a)齿条助力式(b)齿轮助力式(c)转向柱助力式图1EPS 的3种形式电动助力转向系统主要包括转向盘、转向轴、助力电机、减速机构、传感器、ECU 、转向器等部件（图2）。
ECU 根据车速传感器和扭矩传感器输出的信号计算所需的转向助力，并通过功率放大模块控制直流电动机的转动，电动机的输出经过减速机构减速增扭后，驱动齿轮齿条机构，产生相应的转向助力。
1方向盘；2输入轴；3传感器；4扭杆；5蜗轮蜗杆；6输出轴；7转矩信号；8车速信号；9电机；10电流控制；11动力开关；12离合器；12小齿轮；14拉杆；15齿条；16车化图2EP S 的基本结构电动助力转向系统很容易实现在不同的车速下实时地为汽车转向提供不同的助力效果，减轻了汽车在低速时方向盘的操纵力，提高了操纵的灵便性和高速行驶的稳定性[1]。
电动助力转向系统建模及仿真
第24卷Vol .24 第3期No .3重庆理工大学学报(自然科学)Journal of Chongqing University of Technol ogy (Natural Science )2010年3月Mar .2010 3 收稿日期:2009-12-16基金项目:江苏省汽车工程重点实验室开放基金项目(QC200703);2009年度扬州大学大学生学术科技创新基金资助项目作者简介:钱学武(1981—),男,山东临沂人,硕士研究生,主要从事汽车电子控制技术研究;马明星(1974—),男,安徽巢湖人,博士,副教授,硕士生导师,主要从事汽车系统动力学和汽车电子控制技术等方面的研究。
电动助力转向系统建模及仿真3钱学武,马明星,徐国民,管延才(扬州大学机械工程学院,江苏扬州 225127)摘 要:建立了电动助力转向系统主要部分的数学模型,根据助力原理设计了助力特性曲线,采用Matlab /Si m ulink 工具箱建立了无电机助力、无P I D 控制算法助力和有P I D 控制算法助力的仿真模型。
分析了3种模型的仿真结果,为进一步控制系统性能研究提供依据。
关键词:助力特性;Matlab;P I D中图分类号:U463.4 文献标识码:A文章编号:1674-8425(2010)03-0014-04S im ul a ti on and M odeli n g of Electr i c Power Steer i n g SystemQ I A N Xue 2wu,MA M ing 2xing,XU Guo 2m in,G UAN Yan 2cai(School of M echanical Engineering,Yangzhou University,Yangzhou 225127,China )Abstract:A t first,the mathe matic models of electric power steering syste m is built .The assisting characteristics curve is designed according t o the assisting p rinci p le,and si m ulati on models of syste m s with no power mot or,no P I D contr ol assist and with P I D contr ol assist are built thr ough Matlab /Si m u 2link t oolbox .A t last,the si m ulati on results of the three models are analyzed t o p r ovide reference f or further study on the perfor mance of contr ol syste m.Key words:assist characteristic;Matlab;P I D1 系统组成及工作原理电动助力转向系统(electric power steering,简称EPS )主要由机械转向系统、转矩传感器、车速传感器、电流传感器、控制单元(ECU )、离合器、助力电动机及减速机构等组成,如图1所示。
电动助力转向系统的建模与仿真技术.
第37卷第1期吉林大学学报(工学版Vol. 37No. 12007年1月Journal of Jilin University (Engineering and Technology EditionJ an. 2007收稿日期:2006203216.基金项目:北京市科学技术委员会项目(D0305002040111 .作者简介:施国标(1972 , 男, 讲师, 博士. 研究方向:车辆系统动力学与电子控制.E 2mail :sgb@. cn电动助力转向系统的建模与仿真技术施国标1, 申荣卫1,2, 林逸1(1. 北京理工大学机械与车辆工程学院, 北京100081; 2. 邢台职业技术学院汽车系, 河北邢台054035摘要:概述了电动助力转向系统(EPS 的结构和工作原理, 并介绍了电动助力转向系统助力特性的设计方法。
在分析了电动助力转向系统各组成部分数学模型的基础上, Simulink 的电动助力转向系统仿真模型。
采用了PID 流进行闭环跟踪控制。
仿真结果表明:间的矛盾, 同时, 。
关键词:; ; :167125497(2007 0120031206Modeling and simulation of electric pow er steering systemShi Guo 2biao 1, Shen Rong 2wei 1,2, Lin Y i 1(1. School ofMechanical and V ehicle Engineering , B ei j ing I nstitute ofTechnolog y , B ei j ing 100081China;2. De partment of A utomobile , X ingtai V ocational and Technical College , X ingtai 054035, ChinaAbstract :The st ruct ure and working p rinciple of t he elect ric power steering (EPS system were summarized and t he design met hod of t he assistance characteristic of t he EPS system was int roduced. From t he analysis of t he mat hematical models of t he component modules of t he EPS system a simulation model based on Simulink was built. The clo se 2loop cont rol st rategies of PID and PWM were adopted to cont rol t he target current of t he motor of t he EPS system. The simulation result s show t hat t he designed assistance characteristic alleviates t he contradiction between t he steering agility and t he road feel , and t he act ual current of t he motor follows p recisely t he target current , proving t he validity of t he cont rol st rategy.K ey w ords :vehicle engineering ; elect ric power steering (EPS ; assistance characteristic ; modeling ; simulation电动助力转向系统的开发一般包括系统总体设计、建模仿真、试验台试验、实车试验、性能优化等环节[1]。
【精品毕设】电动助力转向系统毕业设计
国外生产的中低档小型、微型汽车大都备配了电动助力转向器，在部分中档轿车和高级轿车上已经得到应用，在中型车辆和重型车辆的应用也已处于研究阶段。2006年EPS的市场占有率已达到3O%。
(2)EPS国内市场发展现状和趋势。2006年，国内汽车产销均超过500万，目前国内开发的EPS主要针对1．6排量以下的中小型汽车，而1．6排量以下的汽车约占7O左右，因此市场潜力巨大。当前国内实际安装EPS的汽车已达到15%，主要是昌河北斗星、哈飞路宝等，轿车有广州本田飞渡、上海大众途安、长安雨燕、一汽天津花冠3．0、一汽大众开迪及郑州日产MPV旅行车，这些厂家都在寻求国产化合作伙伴。批量安装国产EPS的车型有：爱迪尔车、新雅图轿车及吉利轿车；小批安装国产EPS的车型有天津夏利、双环S6“小贵族”汽车；正在试装EPS的车型有：天津夏利X121轿车、福瑞达面包车、奇瑞QQ轿车及杨子皮卡等车型。一汽轿车也准备安装国产电动转向器，正在寻求有实力的合作伙伴。重庆长安铃木、长安福特准备在其生产的新车型中试装电动转向器。
毕业设计
开题论证报告
专 业机械设计制造及其自动化
学生姓名钱道清
班 级B机制085
学 号**********
指导教师夏基胜
完成日期2011年3月1日
课题名称：“智跑”乘用车动力转向系统设计
一、课题来源、课题研究的主要内容及国内外现状综述
课题来源：
纯电动汽车用电动助力转向系统的研究
纯电动汔 车用 电动助力转 向系统 的研究
◆ 宋 日 ｉ ｊ
摘要 ：分 析 了纯 电动汽 车使 用液压 助 力转 向 系统 的不足 之 处 ，介 绍 了使 用电动 助 力转向 系统的组成 和工作 原理 ，并对相 关部 件进 行 了设计 。 关键 词 ：纯 电动 汽车 ；控 制器 ；电动助 力转向 系统
ＭＯ Ｓ 就 会截 止 ，系统 不接 通 ，反之 则接 通 ，Ｌ Ｉ Ｎ 的高 低 电平 与Ｈ Ｉ Ｎ的高低 电平对 ＭＯ Ｓ 的作用 机理相 同。如果 Ｅ Ｎ Ｂ 为 高电
平， 那么整个驱动芯片没有信号输出。所以，驱动芯片在电
源 电压 太低 的情 况下会 停止 工作 ，具 备 自我保 护 的功能 ，同
１ ６ ０ ｋ ｍ， 前 轴能带 动最大 ６ １ ８ ０ ｋ ｇ 的负载 。
纯 电 动汽 车的Ｅ Ｐ Ｓ 系统 其基 本 工作 原理为 ：当汽 车转 向
Ｆ Ｎ ２ ３ Ｏ Ｎ１ Ｏ ＭＯＳ 管 给 系统 搭 建 Ｈ桥 电 路 ，它 最 大 可 以 承受
１ ０ ０ Ｖ的电压，当壳体温度达到２ ５ 度时，可能的漏极电流约为
算精度和速度 、功率损耗 、适用的开发工具以及成本等。可
以选择 Ｆ ｒ ｅ ｅ ｓ ｃ ａ ｌ ｅ 公 司生 产Ｄ Ｓ Ｐ ５ ６ Ｆ ８ ３ ４ ６ 芯 片 ，它 具有消 耗功 率 小 、运行 速度 快 ，成 本低 等多 项优 点 。这种 芯片 混合 了Ｄ Ｓ Ｐ
路 模块 中分 配 电路 中产 生 的ＨＩ Ｎ、Ｌ Ｉ Ｎ信 号 ，被 输 入到 系 统 的驱动 芯 片 中 ，如 果ＨＩ Ｎ是 低 电平 ，那 么对 应桥 臂上 的高 边
电动助力转向设计设计
电动助力转向设计设计毕业设计（论文）题目：EPS汽车电动助力转向系统的设计摘要摘要汽车电动助力转向系统具有传统液压动力转向系统无法比拟的优势，是汽车动力转向发展的必然趋势。
电动助力转向采用电动机直接提供助力，助力大小由电控单元(ECU)控制。
它能节约能量，提高安全性，且有利于环保，是一项紧扣现代汽车发展主题的高新技术。
本文在借鉴国内外电动助力转向领域研究的最新成果的基础上，从助力特性、控制策略以及控制系统设计三方面对电动助力转向系统进行了研究，并在其基础上开发出系统的电控单元。
对助力特性进行了理论上的分析，探讨了初步确定直线型助力特性的特征参数的过程。
在此基础上，确定了电动助力转向系统的控制策略。
本文设计的EPS控制系统硬件主要由控制器、传感器及信号处理电路、助力电机及驱动电路、通讯电路等组成。
控制电路核心采用16位单片机80C196KC。
为了实现控制策略，对电动助力转向系统进行了软件设计和编制，以实现在不同工况和不同模式下对直流电机的控制。
关键词：电动助力转向, 助力特性, 控制策略, 软硬件设计ABSTRACTABSTRACTEclectic power steering system is inevitable developing direction for automobile power steering，which is much superior to hydraulic power steering system. The assist torque is provided by motor directly in EPS system，whose value is controlled by ECU. EPS can save energy，improve vehicle safety，benefit environment protection，and it is a new high-tech which follows modern vehicle development topic closely .In the foundation of the newest accomplishment of domestic and international EPS，this paper particularly researches the assist characteristic，control strategy and control system design，constructs the bench for EPS，develops electric control unit.In this paper，the key technique of EPS system，the assist characteristic and control strategy，are studied. Assist characteristic is analyzed theoretically and the feature parameters of straight-line assist characteristic curve are studied. The simulation indicates the easy straight-line assist characteristic can’t generate desired static torque boost and avoid road disturbance at the same time. So it is necessary that compensation control should be used. And，based on the assist characteristic，the control strategy of EPS is described in detail and the algorithms is designed to control the motor current also.The EPS control system consists of the controller，sensors and the signal processing circuits，the electric motor nag its driving circuits，communication circuit. 16-bit named 80C196KC is the core of controller. For the purpose to realize the control strategy，software design and code compiling are completed. Under different operation condition and different control modes，motor can be controlled precisely.Key Words：electric power steering，assist characteristic，control strategy，software and hardware design目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第一章绪论 (1)1.1 课题的背景和意义 (1)1.2 几种动力转向的比较 (1)1.3 电动助力转向系统的发展历程和研究现状 (3)1.3.1 国内外EPS系统发展历程 (3)1.3.2 各国对EPS的评价及EPS发展前景 (3)1.4 本文的研究内容 (4)1.4.1 课题研究意义 (4)1.4.2 研究内容 (4)1.5 小结 (5)第二章电动助力转向系统的原理与结构 (6)2.1 EPS系统的结构 (6)2.1.1 EPS系统的基本结构 (6)2.2 EPS系统的主要部件及工作原理 (7)2.2.1 电动机 (7)2.2.2 车速传感器 (7)2.2.3 减速机构 (8)2.2.4 方向盘转角、转矩传感器 (8)2.2.5 电子控制单元(EUC) (10)2.3 本章小结 (10)第三章EPS系统助力特性分析和控制策略研究 (11)3.1 助力特性分析 (11)3.1.1 汽车电动助力转向系统的受力分析 (11)3.1.2 转向阻力和路感 (13)3.1.3 EPS助力特性曲线确定 (13)3.2 EPS系统控制策略的研究 (17)3.2.1 EPS系统控制方法的选择 (17)3.2.2 电动机电流的控制方式 (18)3.2.3 EPS系统各种控制模式下的电机目标电流的确定方法 (19)5、电动机电流的闭环控制算法 (22)3.3 本章小结 (23)第四章EPS控制系统硬件实现 (25)4.1 EPS控制系统硬件总体设计 (25)4.1.1 EPS控制系统硬件设计 (25)4.1.2 传感器 (25)4.1.3 单片机系统介绍 (25)4.2 信号处理电路 (27)4.2.1 I/O转换电路 (27)4.2.2 A/D转换电路 (27)4.2.3 I/O电动机电流转换电路 (28)4.3 本章小结 (29)第五章EPS控制系统软件 (30)5.1 EPS控制系统的软件实现 (30)5.1.1 系统初始化模块 (30)5.1.2 主循环控制 (30)5.1.3 信号处理模块 (30)5.1.4 控制功能模块 (32)5.1.5 主程序流程图 (32)5.2 本章小结 (33)结论 (34)参考文献 (35)致谢 (36)第一章绪论1.1 课题的背景和意义汽车在行驶的过程中，经常需要改变行驶的方向，称为转向。
电动助力转向系统的研究与设计
电动助力转向系统的研究与设计摘要电动助力转向系统(Electric Power Steering System，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 (Electronic Control Unit)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Electronic power steering system Research and DesignABSTRACTElectric Power Steering System (EPS) is one of the focuses research in automotive engineering. This paper is based on the principles of EPS to study the operation, designed and developed the Electronic Control Unit (ECU) and the soft ware diagram of the ECU.The thesis Considers the functions of the electronic control unit of EPS, studied and developed the hardware that adopted 89c51as its microprocessor. The control unit was able to realize real-time data/signal acquisition and system control. The target current of motor output could be determined by the obtained data; and utilizing the Pulse-Width Modulation (PWM) technology, power could be provided to the steering system by controlling the output current and rotation direction through H-bridge circuit.The software program, which was divided into the realization of control strategy and the acquisition & control of data/signal, was developed in modular after the design of experimental ECU was completed. And the main program, A/D acquisition program, speed signal acquisition program and PWM control program are developed in the second part.The result showed that the electronic control unit designed was with stable performance, appropriate structure and excellent matching condition, and the excellent power steering effect could be ensured by EPS.Key words: Electric Power Steering System (EPS) Electronic Control Unit Single-Chip Microprocessor Control Strategy目录前言 (1)第1章绪论 (2)1.1汽车电动助力转向系统的特点 (2)1.2电动助力转向系统国内外的研究现状 (4)1.3 EPS的发展趋势和急待解决的核心技术 (5)1.4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 (7)2.1电动助力转向系统的工作原理 (9)2.1.1电动助力转向系统的组成和工作原理 (9)2.1.2电动助力转向系统的分类 (11)2.1.3电动助力转向系统的技术要求 (12)2.2电动助力转向系统的数学模型 (13)2.2.1转向盘和转向柱输入轴子模型 (14)2.2.2电动机模型 (14)2.2.3输出轴子模型 (16)2.2.4齿轮齿条子模型 (16)2.3电动助力转向系统的主要部分 (17)2.3.1转矩传感器 (18)2.3.2车速传感器 (19)2.3.3直流电动机 (20)2.3.4电磁离合器 (21)2.3.5减速机构 (22)2.3.6电子控制单元ECU (23)第3章电动助力转向系统的硬件设计 (24)3.1电子动力转向系统控制器的总体结构 (24)3.2控制器微处理芯片的选择 (26)3.2.1控制器微处理器常用芯片及选型 (26)3.2.2 89C52芯片及A/D转换芯片介绍 (26)3.2.3 89C52外部总线扩展及片外ROM的连接 (28)3.3控制器输入通道的设计 (30)3.3.1转矩信号的采集 (30)3.3.2电动机电流信号的采集 (31)3.3.3车速信号的采集 (33)3.4控制器输出通道的设计 (34)3.4.1电动机的PWM控制 (34)3.4.2电磁离合器和显示控制电路的设计 (39)3.4.3 电动机保护电路及继电器驱动电路设计 (40)3.5系统供电电源电路设计 (41)3.6系统硬件抗干扰措施 (42)第4章电动助力转向系统的软件设计 (45)4.1 EPS的控制策略 (45)4.1.1 EPS的PID控制 (45)4.2电子动力转向系统各功能模块的软件设计 (48)4.2.1 A/D采集程序 (48)4.2.2 PWM控制程序 (49)4.2.3车速信号采集程序 (51)4.2.4系统主程序 (53)结论 (55)谢辞 (56)参考文献 (57)附录 (59)外文资料翻译 (66)前言转向系统作为汽车的一个重要组成部分，其性能的好坏将直接影响到汽车的转向特性、稳定性和行驶安全性。
电动助力转向用无刷直流电机控制系统的建模和仿真
电动助力转向用无刷直流电机控制系统的建模和仿真摘要：在分析无刷直流电机(BLDCM)数学模型的基础之上，提出了一种新型的无刷直流电机控制系统建模仿真方法。
在Matlab/Simulink环境之下，利用无刷直流电机的电压方程、电磁转矩方程和运动方程构建了无刷直流电机本体的仿真模型。
系统采用三闭环控制:速度环采用经典PID控制，电流控制采用滞环电流跟踪型PWM。
仿真实验结果表明:系统具有良好的静、动态特性，验证了该方法的有效性，为实际电机控制系统的设计和调速提供了新的思路。
1 引言无刷直流电动机因卓越的性能和不可替代的技术优势倍受人们的关注，特别是自70年代后期以来伴随着永磁材料技术、计算机及控制技术等支撑技术的快速发展及微电机制造工艺水平的不断提高，无刷直流电动机在高性能中、小伺服驱动领域获得广泛应用并日趋占据主导地位。
随着无刷直流电机应用领域的不断扩大，要求控制系统设计简易、成本低廉、控制算法合理。
建立无刷直流电机控制系统的仿真模型，可以有效的节省控制系统设计时间，及时验证系统的控制算法，同时可以充分利用计算机仿真的优越性，很方便的改变系统的结构，加入不同的扰动和参数变化，可以更好的考察系统在不同结构和不同工况下的静、动特性。
因此如何建立无刷直流电机控制系统的仿真模型成为迫切需要解决的关键问题。
汽车转向系统是控制其行驶路线和方向的重要装置，直接影响汽车的操纵性和稳定性。
为保证汽车在转向时获得良好的助力及回正等性能．动力转向系统得到了广泛的应用，从最初的液压助力转向系统(Hydraulic Power Steering)，到现在的电动助力转向系统(Ectric Power Steerin)。
与HPS相比，EPS具有诸多的优点：效率高、能耗少、路感好、回正性好、对环境污染小，因此EPS成为汽车转向系统的热门课题。
本文通过分析电动助力转向控制系统和无刷直流电机控制系统，对其电机控制系统进行建模、仿真分析。
汽车电动助力转向系统(EPS)硬件设计
内容摘要电动助力转向( Electric Power Steering, 简称EPS) 作为一种新型转向系统, 因其具有节能、环保等优点而受到世界各大汽车公司和企业的青睐, 它将逐步取代传统的液压助力转向系统(Hydraulic Power Steering, 简称HPS) 。
本文以传统的转向柱助力式EPS 为研究对象, 建立EPS系统数学模型,给出了汽车电动助力系统的动力学方程。
根据电动助力转向系统的工作原理及控制器可靠设计的关键技术，设计了以P87C591 单片机为主控单元的EPS系统，系统采用闭环电流控制方案, 利用目标电流技术调节电机端电压达到控制电机电流力矩的目的。
EPS 控制器采用模块化设计，把信号处理电路和功率驱动电路进行分层设计,以增强系统的抗干扰能力和可靠性。
在进行PWM 驱动频率的选择时，考虑开关时电流脉峰对开关管及电动机安全的影响。
最后通过研究分析了EPS系统的经济性、系统硬件电路板空间与发热功耗及可靠性合理地选择散热片及其参数,提高了驱动效率和稳定运行能力。
实验表明, 该系统具有良好的电动助力特性, 满足电动助力转向要求,证明了这种系统在实际应用中的有效性。
关键词电动助力转向; 单片机; H桥驱动; PWM斩波; 控制系统Hardware Design of the Electric Power Assisted Steering System050607337 Zhangqiang Instructor：Helinlin Associate professorAbstractElectric power steering is a new power steering technology for vehicles. Merit such as energy conservation , environmental protectionthat the person has accepts the respectively big automobiles of world company and the enterprise favour , home and abroad developing trend is to use electric power-assistance to change to the hydraulic pressure power-assistance vergence substituting tradition step by step.The mathematic model the main body of a book is established systematically with dyadic EPS of the tradition vergence post power-assistance for the object of study,has given an automobile out electric systematic power-assistance dynamics equation , has combined classics control theory and the optimization algorithm, the parameter carries out validity in applying to reality having studied , testifying this system on systematic power-assistance.This paper presents an elect ricpower steering system controlled by P87C591 microp rocessor. The motor given torque is computed by expertcontrol system. The practical output torque is closed-loop controlled. The working principle and key technologies for reliable design of EPS controller were analyzed.The signal processing circuit and the power drive circuit were hierarchically designed to improve theanti jamming capability and reliability. The PWM frequency was selected considering the influence of switching currentpulse on the safety of the transistors and the motor should be taken into account . Besides paralleled for the economy , the heat dissipation and the reliability.It srelevant parameters were selected to improve the drive efficiency and the stableoperation capability.The results of the experiment show thesystem designed has good steering characteristics and meets the request of electric power steering.Key wordsElectric Power Steering; Microprocessor; The bridge drives H ;PWM chopped wave; Control System目录第1章概述 (1)1.1 EPS系统简介 (1)1.2 转向系统的发展概况 (2)1.3 EPS系统的特点 (3)第2章 EPS系统模型 (7)2.1 EPS系统的结构及原理 (7)2.2 建立EPS动力学模型 (8)2.3 EPS的动力学方程 (8)2.4 直流电动机 (11)第3章基于高性能P87C591单片机控制方案制定 (12)3.1 单片机控制方案 (12)3.1.1 P87C591单片机芯片简介 (12)3.1.2 单片机控制系统 (14)3.2 EPS工作流程图 (16)3.3 助力电流控制系统 (17)3.3.1 控制策略 (17)3.3.2 电机目标助力电流算法 (17)3.3.3 助力电流闭环控制 (18)第4章 EPS控制系统设计 (21)4.1 EPS 控制器模块化设计 (21)4.2电机控制电路设计 (22)4.2.1 H桥驱动芯片IR2110功能简介 (22)4.2.2 H 桥功率驱动电路 (24)4.2.3 电机保护电路 (25)4.3 PWM斩波 (26)4.3.1 PWM控制原理 (26)4.3.2 PWM斩波电路 (27)4.3.3驱动频率的选择 (28)第5章汽车转向技术的发展趋势 (32)5.1 线性转向系统 (32)5.2 转向技术发展趋势 (32)结束语 (33)致谢 (34)参考文献 (35)汽车电动助力转向系统（EPS）硬件设计第1章概述1.1 EPS系统简介电动助力转向系统是于20世纪80年代中期提出来的。
汽车电动助力转向系统的开发与设计
汽车电动助力转向系统的开发与设计发表时间：2019-07-01T14:03:42.563Z 来源：《新材料.新装饰》2018年11月上作者：闫磊[导读] 节能、舒适、廉价是汽车消费者对汽车的基本要求，也是是现代汽车技术追求的主要目标，集中体现了现代汽车工业的发展方向。
汽车转向系统的性能在节能、环保及舒适方面具有非常重要的作用。
（长城汽车股份有限公司，河北省汽车工程技术研究中心，河北保定 071000）摘要：节能、舒适、廉价是汽车消费者对汽车的基本要求，也是是现代汽车技术追求的主要目标，集中体现了现代汽车工业的发展方向。
汽车转向系统的性能在节能、环保及舒适方面具有非常重要的作用。
关键词：电动助力转向系统；电子控制器；汽车工程Development and Design of Automotive Electric Power Steering SystemYanLeiGreat Wall Motor Company,Automotive Engineering Technical Center of HeBei,baodingAbsrtact: Energy saving, comfort and low cost are the basic requirements of automobile consumers, and also the main goal of modern automobile technology, which embodies the development direction of modern automobile industry. The performance of automobile steering system plays an important role in energy saving, environmental protection and comfort.Key words: Electric Power Steering System Electronic Controller Automotive Engineering1电动助力的特点EPS能在不同车速下提供不同的助力特性。
汽车电动助力转向标准系统动态模型与助力特性
汽车电动助力转向系统的动态模型与助力特性在实现助力转向过程中，当转向盘转矩已知时，助力电动机提供多大转矩才最合适，这是实现控制系统的核心，亦即准确求出助力特性。
该助力特性反映了转向盘转矩和助力电动机提供的助力力矩之间的关系，在分析助力电机的助力特性之前，我们先来建立电动助力转向的动态模型。
1 汽车电动助力转向系统的动态模型图1电动助力转向系统的动态模型下面进行EPS 动力学模型的建立，为了建模和分析的方便，控制参数做如下设定：转矩传感器当做扭力杆，其刚度s k 、转动惯量s J 、旋转角度s θ、阻尼系数s b ；与齿条连接的小齿轮的半径s r ；小齿轮带动齿条移动，齿条质量m 、位移量x 、阻尼系数b ； 方向盘输入力矩d T ；传动放大比是G ；转向阻力TR F ；转矩传感器测量值y ；传感器的量测噪声t V ； 助力转矩a T ；负载转矩T ；助力电机产生的电磁力矩m T ；电机特性系数a k ；助力曲线特征值v K ，电机电流为I 。
如图 3.1 是EPS 系统动态模型，系统动力学方程建立如下：扭杆动力学方程:s s ss s d s s b r x k T J θθθ ---=)( （1）齿条动力学方程:TR sa s s s s F xb r T r x r k x m --+-= )(θ （2） 转矩传感器方程:t ss s V r x k y +-=)(θ （3） 助力电机转矩方程：I k T a m = （4）助力特性方程：y K I v = （5）减速器转矩方程：m a GT T = （6） 负载转矩：y T T a += （7）该系统中方向盘转矩d T 为指令输入，输出量为助力转矩a T ，此外还要考虑干扰因素。
式(l)描述了扭杆的转矩关系，作用在扭杆上的转矩主要有方向盘输入转矩、输出轴对扭杆的反作用转矩。
式(2)描述了齿条的受力情况，施加在齿条上的力是由方向盘手力、助力电机转转产生的作用力、路面扰动三方面所引起的。
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设计 ． 算 ． 计 研究 ．
乘用 车电动助力转 向系统 建模 与设计 ★
王 慧君 ｌ 李 幼德 ， ２
（． １吉林 大学 ；． 一汽平 台零 部件 有 限公 司 ） ２大众
【 摘要 】 提出了汽 车电动助力转 向系统的控制 目 ， 分析 总结 出不 同丁况下的控制策略 。建立了电动助力转 标 并
【 ｂ ｔａｔＴ ｅｏｊｃｖ ｆ ｌ ｔｃｐｗ ｒ ｔｅｉ ｙｔｍ ｃｎｒｌｓ ｒｓｎｅ， ａ ｄｃｎｒｌ ｔ ｔｇ ｎ ｅ ｉｅｅｔ Ａ ｓｒｃ］ｈ ｂｅｔ ｅｏ ｅ ｃｒ ｏ ｅ ｅｒ ｇｓｓ ｏ ｔ ｅｅｔｄ ｎ ｏ ｔ ｒ ｅｙｕ ｄｒ ｆ ｒｎ ｉ ｅ ｉ ｓ ｎ ｅ ｏｉｐ ｏｓａ ｄｆ
构示 意 图 ， 了分 析 问题方 便 ， 为 把前 轮及转 向机 构横
拉杆 简化 。
设 、 为转 向轴 与 转 向盘 的转 动 惯 量 和 阻尼 系数 ，ｓ ０ 为转 向盘 的输 入转 角 ， 为 作用 在转 向盘上
基 金 项 目 ： 家 “６ ” 家 高技 术 研 究 发 展 计 划 项 目（０ ６ 国 ８３ 国 ２ ０ＡＡ１０ ０ ） １１ ３ 。
Ｋｅ ｒ ｓ Ｅｌｃ ｒ ｃ Ｐｏ ｒ Ｓ ｅ ｒｎ ， Ｉ Ｃｏ ｔ ｏ ， ｒ ｅ ｔｏ ｙ ｗｏ ｄ ： ｅ ｔ ｉ ｗｅ ｔ ｅ ｉ ｇ Ｐ Ｄ ｎ ｒ ｌ Ｃｏ ｒ ｃ ｉ ｎ
１ 前 言
电动 助力 转 向 系统 （ Ｐ ） 一 种 机械 和 电气 系 Ｅ Ｓ是 统相 互 结合 、 互作 用 的系统 ， 相 同时也是 汽车 操纵 的 子 系统 要 想对 Ｅ Ｓ进 行准 确控制 并且 保证 汽 车转 Ｐ
向 系 统模 型 ． 合 电 动助 力 转 向系 统 特 性 设 计 了 带 有 串 联 校 正 的 ＰＤ控 制 器 。通 过 在 助 力 控 制 策 略 下 的 仿 真 ， 证 结 Ｉ 验
了 助 力特 性 、 正方 案 和 转 向盘 转 角 估 算 算 法 的 正 确 性 。 试 验 结 果 表 明 ， 校 系统 实 际助 力 特 性 与 理想 助力 特性 之 间 基 本一致。
法获 得 。
向操纵 性能 ． 首先 必须 要有 可靠 的模 型 ． 分考 查子 充 系统 的 内在 特性 ：其 次再 考虑 汽车操 纵动 力学 和 电 动助力 转 向系统 动力 学 ．并 分析 子 系统参数 对转 向
操 纵性 能 的影响
２ 电 动助 力转 向 系统 模 型
图 ｌ 示是 典型转 向轴 式 电 助力转 向 系统结 所
Ｄｕ ｙ Ｖｅ ｉｌ ｔ ｈ ｃｅ
ＷａｇＨ ｉ ｎ， ｏｄ ｎ ｕｊ １７ｉ ｕ ｅ ｕ ２Ｌ Ｙ
（ ． ｉ ｎＵｎｖ ｒｉ ； ． ｌｓ ａ ｅ ＡＷ ｌｔ ｒｌＣ ｍｐ ｎ ｎｓＣ ．Ｌｄ） １ Ｊｌ ｉｅｓｔ ２Ｖｏｋ ｗ ｇ ｎ Ｆ ｉ ｙ Ｐａｆ ｉ ｏ ｏ ｅ ｔ ｏ， ｔ ｎｌ
的转 向转 矩 ， 转矩 传 感 器 刚度 系 数 ， 、 ， Ｋ为 Ｂ 为前 轮转 向机 构 、小齿 轮及 齿条 的等效 质量 和等 效 阻尼
系 数 ， 为齿 条 位 移 ， 为 转 向阻 力 ， 辑 Ｇ为 减 速 器 减
速 比 ， 为小 齿轮半 径 。其 中 、 ｒ ｐ Ｂ 主要通 过 试验 方
主题 词 ： 电动助 力转 向 系统
ＰＤ控 制 Ｉ
校正
中图分 类号 ：４ ３ 文献标 识码 ： 文 章编 号 ：０ ０ ３０ （０ １０ — ００ ０ Ｕ ６． ４ Ａ １０— ７ ３２ １）４ ０ ３— ４
Ｍ ｏ ｅｉ ｇ ａ ｄ Ｄｅ ｉｎ ｏ ｅ ｔｉ ｗｅ ｔ ｅ ｉ ｇ Ｓ ｓｅ ｏ Ｌｉ ｈ ｄ ｌ ｎ ｓｇ ｆＥｌｃ ｒｃ Ｐｏ ｒ Ｓ ｅ ｒｎ ｙ ｔｍ ｆＡ ｇ ｔ ｎ