EPS用無(wú)位置傳感器式無(wú)刷直流電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制研究.pdf

1、轉(zhuǎn)向系作為汽車的一個(gè)重要組成部分，對(duì)汽車駕駛的主動(dòng)安全性有著決定性作用。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（Electric Power Steering System，即EPS）具有結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量小、安裝及維護(hù)方便、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，而且應(yīng)用電機(jī)助力，基于電機(jī)的特性能實(shí)現(xiàn)助力隨車速的變化而變化。助力電機(jī)在EPS中的作用不言而喻，特別是隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展，無(wú)刷直流電機(jī)以其特有的體積小、功率密度大、調(diào)速范圍寬及低速轉(zhuǎn)矩大等優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越多的應(yīng)用在EPS系統(tǒng)中。

2、
　　 無(wú)刷直流電機(jī)在EPS系統(tǒng)應(yīng)用過(guò)程中，要克服轉(zhuǎn)矩波動(dòng)并且能滿足EPS的助力特性要求。本文提出一種基于無(wú)位置傳感器式無(wú)刷直流電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制的EPS系統(tǒng)，主要研究了EPS系統(tǒng)仿真建模，無(wú)位置傳感器時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的檢測(cè)以及直接轉(zhuǎn)矩控制策略的實(shí)現(xiàn)方法，并且進(jìn)行試驗(yàn)的方法加以驗(yàn)證，為改善助力電機(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)和EPS系統(tǒng)響應(yīng)打下基礎(chǔ)。本文研究主要內(nèi)容如下:
　　 在分析了國(guó)內(nèi)外EPS控制技術(shù)研究的基礎(chǔ)上，根據(jù)EPS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及對(duì)

3、助力特性的要求，設(shè)計(jì)了直線型助力特性曲線;對(duì)EPS三種控制策略分析，提出了依據(jù)車速、方向盤轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速以及方向盤上力矩來(lái)判斷的控制策略開關(guān)條件。
　　 研究了無(wú)刷直流電機(jī)在無(wú)位置傳感器狀態(tài)下轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)的方法，分析了反電動(dòng)勢(shì)過(guò)零點(diǎn)轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)法，對(duì)以往采用檢測(cè)電機(jī)各相反電動(dòng)勢(shì)過(guò)零點(diǎn)為開關(guān)標(biāo)志的方法進(jìn)行了改進(jìn)，提出了根據(jù)反電動(dòng)勢(shì)差值過(guò)零點(diǎn)來(lái)判斷轉(zhuǎn)子位置的實(shí)現(xiàn)方法;針對(duì)常用的電機(jī)電流反饋間接控制法，本文提出了對(duì)無(wú)刷直流電機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)矩的直

4、接控制，設(shè)計(jì)了直接轉(zhuǎn)矩控制的流程。
　　 根據(jù)EPS系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)關(guān)系，建立了相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型以及整車兩自由度模型;基于Matlab/Simulink建立了系統(tǒng)仿真模型，設(shè)計(jì)了電機(jī)轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)和直接轉(zhuǎn)矩控制的仿真模塊;對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行階躍輸入仿真，分析了原地轉(zhuǎn)向方向盤轉(zhuǎn)角-轉(zhuǎn)矩的關(guān)系曲線、無(wú)刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)以及不同車速下轉(zhuǎn)向的輕便性和“路感”關(guān)系。
　　 最后，將經(jīng)過(guò)仿真驗(yàn)證的控制器在實(shí)車上進(jìn)行試驗(yàn)，進(jìn)行了蛇行試驗(yàn)、自動(dòng)回正試驗(yàn)