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电动助力转向 (EPS)控制器设计

1.4万字 30页 原创作品，已通过查重系统


目录
摘要 Ⅰ
Abstract Ⅱ
第一章 绪论 1
1.1 汽车转向系统发展历程 1
1.2电动助力转向系统国内外发展概况 1
1.2.1国外发展概况 2
1.2.2国内发展概况 3
1.3本章小结 3
第二章 电动助力转向系统的总体简介 4
2.1电动助力转向系统的工作原理 4
2.2电动助力转向系统的总体框架 5
2.3本次设计的主要内容 5
2.4本章小结 6
第三章 电动助力转向系统的硬件实现 7
3.1微处理器的选型及其特性 7
3.1.1微处理器的选型 7
3.1.2 MC9S08AW16单片机特性 7
3.2电动机驱动及其保护电路设计 8
3.2.1电机驱动电路 9
3.2.2方向控制电路 10
3.2.3过流保护电路 10
3.3电磁离合器控制电路与检测电路 11
3.4扭矩传感器及其信号处理电路 13
3.4.1电感式扭矩传感器的工作原理 13
3.4.2扭矩信号处理电路 13
3.5车速，发动机转速传感器及其信号处理电路 14
3.5.1磁电式车速传感器工作原理 14
3.5.2车速信号处理电路 15
3.6继电器控制及其检测电路 16
3.7故障代码的设计与输出 16
3.8硬件看门狗电路 17
3.9系统供电电源电路设计 18
3.10本章小结 18
第四章 电动助力转向系统软件设计 19
4.1 EPS系统的主程序流程 19
4.2 扭矩信号的数字滤波 20
4.3 车速和发动机转速的测量与计算 20
4.4 电动机的PWM控制 21
4.5 本章小结 22
第五章 总结与展望 23
5.1总结 23
5.2展望 23
致谢 24
参考文献 25



摘要

电动助力转向系统（Electric Power Steering System）是近几年来出现的新型动力转向系统。它具有体积小、重量轻、结构简单、节能环保的优点，是汽车动力转向系统发展的趋势。该系统可以实时地根据当前车辆的运动状态以及方向盘的操作力矩，控制电机提供合适的转向助力。因此对电动助力转向系统进行研究和开发是十分必要的。
电子控制单元（ECU）是电动助力转向系统的关键部件，电子控制单元的主要功能是根据扭矩传感器信号和车速传感器信号，进行逻辑分析与计算后发出指令，控制电动机和离合器的动作。此外，ECU的电子控制单元还具有安全保护和自我诊断功能，通过采集电动机的电流等信号判断其系统工作是否正常，一旦系统工作异常，助力将自动取消，同时ECU将进行故障诊断分析。
电子控制单元的硬件设计主要完成了对直流电动机的驱动控制，对各种传感器信号的采集，以及控制单元的安全警报电路等的设计任务。其中，对直流电机的驱动控制是利用单片机本身的PWM功能，产生可变占空比的PWM脉冲波来驱动电动机的控制电路。电动机的控制电路使用两个N沟道型MOS管和两个P沟道型MOS管组成的H桥电路，具备较好的性能和较高的可靠性。
本次设计还有许多不完善的地方，要设计出性能可靠的电动助力转向器控制器还有许多工作要做。

关键词：电动助力转向系统，电子控制单元，传感器， PWM控制
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