伴随着汽车和电子技术的发展与进步,汽车的转向系统经历了机械式转向、液压助力转向以及电动助力转向几个历程。汽车的动力转向系统是设有助力机构的转向装置,其目的是为了减轻驾驶者的操纵力。电动助力转向系统(EPS,Electric Power Steering)是将先进的电子技术和电机控制技术应用到汽车转向系统中,不以发动机作为直接动力源,而是用电机控制的助力转向方式。电动助力转向可以改善汽车的动态和静态性能、减少能耗和对环境的污染、提高驾驶员的舒适性和安全性。因此,对电动助力的研究和开发具有深远的意义。 本文的目的是在电动助力转向机械结构、及现有传感器的信号处理电路和系统的控制电路的基础上,设计系统的检测电路,并在完成硬件电路的前提下,实现系统的控制策略和软件,为电动助力转向系统的进一步完善提供实验基础和借鉴。 在论文的写作过程中,首先对直流电机、微控制器和传感器等进行了深入的研究,在理论基础上,设计了系统的安全检测电路。通过对电路的仿真和电路板的检测,证明了硬件电路的可靠性。随后进行了控制策略和控制软件的设计,完成了助力表、电机目标转矩和电机电流的PID控制。之后,利用完成的软硬件模型,进行了台架实验,对助力控制及回正控制进行了实验研究,获得了转向过程中转向阻力矩与助力电机的电流之间的对应关系,以及有无回正控制时EPS系统的转向盘转角与时间的对应关系。 从实验的结果来看,安全检测电路运行良好,报警及时;电机电流的变化趋势与转向阻力矩的变化趋势基本吻合;回正控制缩短了转向效果良好,说明了系统软件和控制策略的设计的正确、有效。