低成本EPS電機(jī)控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)與控制策略優(yōu)化.pdf

1、近年來，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向(EPS)系統(tǒng)逐漸成為汽車行業(yè)的一個(gè)研究熱點(diǎn)。EPS系統(tǒng)具有節(jié)能、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、適合模塊化設(shè)計(jì)生產(chǎn)和可控性好等優(yōu)點(diǎn)，預(yù)計(jì)在未來幾年內(nèi)將大量替代液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)，需要在EPS電機(jī)設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)穩(wěn)定性與可靠性以及成本等方面做大量的研發(fā)工作。其中，開發(fā)成本低、性能良好、運(yùn)行穩(wěn)定的EPS電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是當(dāng)代汽車電氣技術(shù)領(lǐng)域的重要研究方向。
　　 本文首先介紹了EPS系統(tǒng)及EPS電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的研究及

2、發(fā)展概況，包括EPS電機(jī)的設(shè)計(jì)、EPS控制驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)和電機(jī)控制策略的研究現(xiàn)狀。接著分析了本系統(tǒng)中選用的EPS電機(jī)的特點(diǎn)，介紹了控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)過程，包括控制驅(qū)動(dòng)器、位置傳感器、電流采樣單元的設(shè)計(jì)開發(fā)過程，并對(duì)系統(tǒng)開發(fā)過程需要注意的問題和存在的困難進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。
　　 為了驗(yàn)證基于磁場(chǎng)定向控制(FOC)的閉環(huán)控制系統(tǒng)，在Matlab/Simulink平臺(tái)下建立雙閉環(huán)控制系統(tǒng)模型。同時(shí)根據(jù)仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)的DSP程序在硬件平

3、臺(tái)上實(shí)現(xiàn)FOC控制策略，使EPS電機(jī)達(dá)到較好的動(dòng)態(tài)性能和靜態(tài)穩(wěn)定性。為了對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，先對(duì)三種常見的PWM技術(shù)(SPWM、SVPWM、THI-PWM)在系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行對(duì)比研究，接著對(duì)固定PI調(diào)節(jié)和自適應(yīng)PI調(diào)節(jié)在電流閉環(huán)和速度閉環(huán)中的應(yīng)用進(jìn)行對(duì)比研究，最后確定了一個(gè)較優(yōu)的設(shè)計(jì)方案使系統(tǒng)性能達(dá)到最優(yōu)。針對(duì)電流采樣單元所存在的一系列問題，本文提出一種全新的基于直流母線電容前端電流采樣的FOC策略，即采用位于母線濾波電容和電源之間的采