基于单片机的电动转向助力系统的设计与实现1.doc

目 录 摘要 I ABSTRACT II 第1章 绪论 1 1.1 转向助力系统的国内外研究现状与发展趋势 1 1.2 选题的目的和意义 3 1.3 本课题研究的内容和拟解决的主要问题 4 1.3.1 本课题的主要内容 4 1.3.2 拟解决的主要问题 4 第2章 EPS系统的组成 5 2.1 EPS工作原理与结构组成 5 2.2 传统液压动力转向系统 5 2.3 电动助力转向系统特点 6 2.4 EPS的类型 6 2.5 助力系统的关键部件 7 2.5.1 助力电机 7 2.5.2 转矩传感器 7 2.5.3 车速传感器 8 2.5.4 电子控制单元 9 2.6 本章小结 11 第3章 EPS系统的硬件设计 12 3.1 EPS系统硬件电路结构 12 3.2 单片机最小系统电路 12 3.2.1 时钟电路 12 3.2.2 复位 13 3.3 电源电路 14 3.4电动机的驱动 15 3.5 三态缓冲器 17 3.6 电动机的变频调速控制 18 3.7 电动机H桥驱动方式 18 3.8 本章小结 19 第4章 EPS控制策略和软件设计 20 4.1 EPS系统的控制要求 20 4.1.1 回正控制 20 4.1.2 阻尼控制 20 4.2 转向助力特性曲线的选择 21 4.2.1 助力特性的理论研究 21 4.2.2 助力特性曲线的选择 21 4.3 EPS的软件设计 22 4.3.1 开发环境 22 4.3.2 数字滤波程序设计 24 4.3.3 AD模块 25 4.3.4 电机助力子程序 26 4.3.5 系统主程序 27 4.4 本章小结 27 第5章 软件下载及系统的试验 28 5.1 STC单片机程序下载器的使用 28 5.2 系统的试验 30 5.3 系统的调试 30 5.4 本章小结 30 结论 32 参考文献 33 致谢 34 附录A 35 附录B 43 附录C 46  第1章 绪 论 1.1 转向助力系统的国内外研究现状与发展趋势 助力转向系统按照提供动力的形式大致可以分为了纯机械式转向系统（Manual Steering，简称MS）、液压式转向系统（Hydraulic Power Steering，简称HPS）、电控液压式转向系统（Electro Hydraulic Power Steering，简称EHPS）、电动助力式转向系统（Electric Power Steering，简称EPS）。 全套图纸，加 传统的动力转向系统一般采用液压助力， 上个世纪80年代开始，人们开始研究电子控制式电动助力转向。1988年2月日本的铃木公司开发出了电动助力式转向系统，并装在Cervo车上，随后又配备在Alto车上，摆脱了液压助力转向系统的束缚。本田汽车公司首次将EPS 装备于大批量生产的EPS。此后EPS便雨后春笋般发展起来，并将应用范围扩展到大型轿车和客车方面上。EPS是在EHPS(电控液压助力转向)的基础上发展起来的，其结构简单、零件数量大大减少、可靠性强，它取消大量液压配件，只依靠电动机驱动转向机构，解决了长期以来存在的液压管路泄漏和效率低下的问题。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。随着电子技术的发展，EPS技术日趋完善，并且其成本大幅度降低，为此其应用范围将越来越大。在国外，EPS已经进入批量生产阶段，并成为汽车零部件高新技术产品。由于技术必威体育官网网址，很难获得控制参数，要想实现技术自主创新，还需国人自己钻研。 EPS经过二十多年的发展，技术同趋完善，其应用范围已经从最初的微型轿车向更大型轿车和商用轿车方向发展，如新上市的一汽大众速腾等中型轿车已经安装EPS。本田甚至还在其Acyra NSX赛车上安装了EPS。日本早期的EPS只在低速和停车转向时助力，后来发展的EPS不仅能在低速和停车时助力，还能在高速行驶时提高汽车的操纵稳定性。正是由于这一系列的优点，在世界汽车行业中，EPS的年增长量达130万至150万套，据美国天合(TRW)公司预测，到2010年，全球范围内电动助力转向器的装车率将超过30％，因此，电动助力转向技术的发展前景是非常广阔的。这也正是全球各大公司对其青睐的原因。 就相关EPS的研究资料所阐述的发展趋势来看，控制信号除了依靠车速与扭矩信号，而且还需要转向角、转向速度、横向加速度等多种信号进行与汽车特性相吻合的综合控制，以获得更好的转向路感。如今国内外对EPS研究有几个比较集中的方面，如：EPS助力控制策略、系统匹配技术及其可靠性的研究。 从国内外的研究看今后的研究方向主要集中在EPS助力控制策略和系统匹配技术等方面。汽车转向除了满足轻便和灵敏两个要求外，还要为驾驶者造成一定的路感，随着车速的提高方向盘助力不宜过大，而且还需要满足一定的