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          基于LabVIEW的汽車助力轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)*

          —— Design of Automobile Electric Power Steering System Based on LabVIEW
          作者:向丹 文藝 華南理工大學(xué) 機(jī)械與汽車工程學(xué)院 楊永 廣東技術(shù)師范學(xué)院自動(dòng)化系 時(shí)間:2009-03-17 來(lái)源:電子產(chǎn)品世界 收藏

            引言

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/92479.htm

            汽車助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)經(jīng)歷了以機(jī)械助力轉(zhuǎn)向、液壓助力轉(zhuǎn)向、電控液壓助力轉(zhuǎn)向等為主流的階段。目前電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)()是汽車工程領(lǐng)域的熱門課題之一,研究的主要內(nèi)容是系統(tǒng)的控制規(guī)則和硬件控制器的設(shè)計(jì)。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)具有部件少、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于安裝及維護(hù)等特點(diǎn),它是通過(guò)電機(jī)控制轉(zhuǎn)矩機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)助力轉(zhuǎn)向的。控制系統(tǒng)可根據(jù)路況及車況調(diào)整、控制電機(jī)的助力(或阻尼)狀態(tài),大大提高駕駛的轉(zhuǎn)向舒適性。因其具有突出的優(yōu)點(diǎn)在汽車電子領(lǐng)域有著良好的應(yīng)用前景。

            EPS組成及工作原理

            電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向是在人工機(jī)械系統(tǒng)的基礎(chǔ)上加入電機(jī)作為動(dòng)力源,用電動(dòng)動(dòng)力代替液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向。電動(dòng)助力是由電機(jī)的電氣控制來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的控制,為了分析電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的好壞,

            并檢測(cè)系統(tǒng)的工作狀況,必須要有個(gè)系統(tǒng)測(cè)試工具來(lái)反映出系統(tǒng)的工作狀態(tài)。基于的虛擬測(cè)試系統(tǒng)就可以完成對(duì)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的全面監(jiān)測(cè)。這也是本研究要實(shí)現(xiàn)的最終目標(biāo)。

            基于的汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要有以下幾個(gè)部分構(gòu)成(見(jiàn)圖1):電子控制單元(ECU)、車速傳感器和、伺服電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)向柱總成、程序端口和計(jì)算機(jī)等。其中比較關(guān)鍵的是電子控制單元、信號(hào)采集調(diào)理電路和計(jì)算機(jī)虛擬儀器,很大程度上決定著電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制效果。

            EPS系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程是:汽車處于起動(dòng)或者低速行駛狀態(tài)時(shí),操縱轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)向,裝在轉(zhuǎn)向柱上的不斷檢測(cè)作用于轉(zhuǎn)向柱扭桿上的扭矩,并將此信號(hào)與車速信號(hào)同時(shí)輸入電子控制器和信號(hào)采集調(diào)理電路,ECU處理器對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理,確定助力扭矩的大小和方向,從而控制電動(dòng)機(jī)的電流和轉(zhuǎn)向,電動(dòng)機(jī)經(jīng)離合器及減速機(jī)構(gòu)將扭矩傳遞給牽引前輪轉(zhuǎn)向的橫拉桿,最終起到為駕駛?cè)藛T提供輔助轉(zhuǎn)向力的作用。同時(shí)轉(zhuǎn)矩信號(hào)T和電流信號(hào)I經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理以后通過(guò)RS-232串口通訊方式輸入計(jì)算機(jī)的LabVIEW虛擬儀器控制程序,進(jìn)行系統(tǒng)性能綜合測(cè)試。

           

            圖1 汽車助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

            系統(tǒng)設(shè)計(jì)

            程序模塊圖

            汽車助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要分為三個(gè)模塊:輸入信號(hào)的采集模塊、電子控制單元ECU模塊和輸出執(zhí)行機(jī)構(gòu)模塊(見(jiàn)圖2)。

           

            圖2 汽車助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì)框圖


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          關(guān)鍵詞: EPS LabVIEW 扭矩傳感器 200903

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