【正文】 電機(jī)提供回復(fù)助力，可以獲得良好的回正能力。它可以采用汽車的側(cè)向加速度對(duì)轉(zhuǎn)角的微分來(lái)表示，也可用汽車的橫擺角速度與轉(zhuǎn)角之比來(lái)表示。確切地說(shuō)，轉(zhuǎn)向力中雨前輪側(cè)向力有對(duì)應(yīng)關(guān)系的那部分（回正力矩部分）不能太小，而與前輪側(cè)向力無(wú)關(guān)的各種摩擦力矩則越小越好。 第五章 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對(duì)汽車操縱穩(wěn)定性的影響 167。 ()rs s spTK r???? (412) 助力扭矩為 () ra a s a s spT K T K K r??? ? ? (413) 由 EPS 系統(tǒng)齒輪齒條的動(dòng)力學(xué)方程 ( ) ( )s r m rr r r r s mp p p pK K G GM B Fr r r r??? ? ? ?? ? ? ? ? ?amp。 (47) 扭矩傳感器測(cè)量值 ()rs s spTK r???? (48) 助力扭矩 ()ra m mpT K G r???? (49) 167。amp。它的大小由 EPS 的 ECU 根據(jù)傳感器傳來(lái)的車速和力矩信號(hào)來(lái)決定。行車轉(zhuǎn)向比原地轉(zhuǎn)向車速增加了，接地面積滾動(dòng)成分增加，轉(zhuǎn)向阻力矩也突然減小。 ① 轉(zhuǎn)向系阻力矩主要包括“轉(zhuǎn)向系摩擦力矩”，“轉(zhuǎn)向系復(fù)原力矩”和“轉(zhuǎn)向系慣性力矩”三部分。 167。 直線型助力特性 圖 31a 為直線型助力特性曲線，它的特點(diǎn)是在助力變化區(qū)，助力與方向盤扭矩成線性關(guān)系。 （ 6） 形式轉(zhuǎn)向時(shí)，助力矩增加到一定值時(shí)也應(yīng)保持恒定，以便駕駛員駕駛時(shí)可以明顯感到路面反力的增加，知道安全駕駛。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在改善轉(zhuǎn)向路感的同時(shí)，降低了油耗，提高了車輛的環(huán)保性 能。工作過(guò)程如圖 23所示。當(dāng)車速達(dá)到某一值時(shí)，離合器分離，電動(dòng)機(jī)停止工作，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)為手動(dòng)轉(zhuǎn)向。要求具有簡(jiǎn)單計(jì)算、查表、故障診斷處理、儲(chǔ)存、報(bào)警、驅(qū)動(dòng)等功能。最新的 40V MOSFET 技術(shù)采用D2PAK(TO263)封裝在 2mm 和 180A 條件下，以及采用較小的 DPAK(TO252)裝封在低于4mm 和 90A 的條件，可提供極低的導(dǎo)通電阻，使 EPS 系統(tǒng)設(shè)計(jì)具備極高的功率密度和效率。 電荷泵設(shè)計(jì)的其它關(guān)鍵特性是可以根據(jù)不同 PWM 模式的要求，實(shí)現(xiàn)極低 (低至 1%)和極高的占空比 (高至 100%)。 微控器的 PWM 輸出端口提供的驅(qū)動(dòng)電流和電壓太低，無(wú)法直接與 MOSFET 柵極實(shí)現(xiàn)連接。微控器根據(jù)轉(zhuǎn)矩傳感器提供的轉(zhuǎn)向輪所需轉(zhuǎn)矩信息，形成一個(gè)電流控制回路。EPS 系統(tǒng)包含下列組件：轉(zhuǎn)矩傳感器，檢測(cè)轉(zhuǎn)向輪的運(yùn)動(dòng)情況和車輛的運(yùn)動(dòng)情況；電控單元，根據(jù) 轉(zhuǎn)矩傳感器提供的信號(hào)計(jì)算助力的大??； 電機(jī)，根據(jù)電控單元輸出值生成轉(zhuǎn)動(dòng)力；減速齒輪，提高電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)力，并將其傳送至轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。故障診斷與保護(hù)程序用來(lái)監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行，并在必要時(shí)發(fā)出警報(bào)和實(shí)施一定的保護(hù)措施。 農(nóng)業(yè)工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2 第二章 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)機(jī)械部分的結(jié)構(gòu)及工作條件 分析 167。正是有了這些優(yōu)點(diǎn)，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)作為一種新的轉(zhuǎn)向技術(shù)，將挑戰(zhàn)大家都非常熟知的、已具有 50 多年歷史的液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。 建立數(shù)學(xué)模型 ................................................................................................ 13 第五章 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對(duì)汽車操縱穩(wěn)定性的影響 .............................................................. 18 167。 本章小結(jié) ..................................................................................................................... 7 第三章 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對(duì)汽車操縱穩(wěn)定性指標(biāo)分析 ............................................................................ 8 167。 通過(guò)程序的設(shè)置，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)容易與不同車型匹配，可以縮短生產(chǎn)和開(kāi)發(fā)的周期。 （ 1 天）、 對(duì)電力系統(tǒng)相關(guān)狀態(tài)進(jìn)行模擬，計(jì)算相關(guān)參數(shù)， （ 2 天）、 使用（ MATLAB）等相關(guān)軟件進(jìn)行電路圖系統(tǒng)圖設(shè)計(jì)與仿真。 （ 2）通過(guò)課題設(shè)計(jì)，掌握電力系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)算法 設(shè)計(jì)的方法和設(shè)計(jì)步驟。 三、 設(shè)計(jì)任務(wù) （一）設(shè)計(jì)內(nèi)容 1．了解蓄電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向原理， PWM 電機(jī)調(diào)速原理； 2．設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)系統(tǒng)，包括軟件和硬件； 3．利用 protues 軟件對(duì)所設(shè)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真； 4．相關(guān)論文在學(xué)校圖書(shū)館中文數(shù)據(jù)庫(kù)“萬(wàn)方數(shù)字化期刊”中查找。 [4] 數(shù)學(xué)建模算法分析等 [5] 電氣工程設(shè)計(jì)手冊(cè)等 [2] 圖書(shū)館中文數(shù)據(jù)庫(kù)“萬(wàn)方數(shù)字化期刊”其他相關(guān)網(wǎng)絡(luò)資料 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 農(nóng)業(yè)工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) II 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的研究設(shè)計(jì) 摘 要 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（ Electric Power Steering，縮寫(xiě) EPS）是一種直接依靠電機(jī)提供輔助扭矩的動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) HPS（ Hydraulic Power Steering）相比， EPS 系統(tǒng)具有很多優(yōu)點(diǎn)。 本文通過(guò)對(duì)汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的研究，并通過(guò)仿真模擬，得到最優(yōu)的電動(dòng)助力模型。 直線型助力特性 .............................................................................................. 9 167。 轉(zhuǎn)向靈敏度 ................................................................................................................ 19 167。她是一個(gè)于 20 世紀(jì) 50 年代把液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)推向市場(chǎng)的，從此以后， Delphi 轉(zhuǎn)向發(fā)展了技術(shù)更加成熟的液壓助力系統(tǒng)，使大部分的商用汽車和約 50%的轎車裝備有該系統(tǒng)。傳感器是整個(gè)系統(tǒng)的信號(hào)源，其精度和可靠性十分重要。直拉桿的典型結(jié)構(gòu) 如圖 21 所示 。電機(jī)由四個(gè) MOSFET 控制。目前不同客戶采 用的轉(zhuǎn)矩傳感器與轉(zhuǎn)子位置傳感器差別很大。要想使 MOSFET到達(dá)標(biāo)稱導(dǎo)通電阻，柵源電壓需高于 8V。電流水平可實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)。 圖 22電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 在 EPS 系統(tǒng)中，傳感器主要應(yīng)用了扭距傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、速度傳感器。不僅要求低轉(zhuǎn)速大扭矩、波動(dòng)小、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、尺寸小、質(zhì)量輕，而且要求可靠性高、易控制。 EPS 的轉(zhuǎn)向軸由靠扭桿相連的輸入軸和輸出軸組成。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)通常由扭距傳感器、車速傳感器、電子控制單元 ECU、電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)構(gòu)等組成。轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)力矩與助力矩之間的理想關(guān)系應(yīng)具備以下幾點(diǎn)： （ 1） 在轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)力矩很小的區(qū)域內(nèi)希望助力矩越小越好，甚至不施加助力，以便保持較好的路感和節(jié)約能源。 （ 9） 各區(qū)段過(guò) 度要平滑，以避免操舵力出現(xiàn)跳躍感。 折線型助力特性 圖 31b 所示為典型的折線型助力特性曲線，它的特點(diǎn)是在助力變化區(qū)，助力與方向盤扭矩成分段型關(guān)系，該助力特性曲線可以用下列函數(shù)表示。轉(zhuǎn)向時(shí)駕駛員作用 在方向農(nóng)業(yè)工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 11 盤上的作用力以及電動(dòng)機(jī)作用的助力矩大小與汽車整個(gè)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)所受的阻力矩有關(guān)?！稗D(zhuǎn)向系慣性力矩”主要由轉(zhuǎn)向系內(nèi)各部分在運(yùn)動(dòng)過(guò)程轉(zhuǎn)速的變化所形成的。高速行車中，由輪胎偏離角所引起的轉(zhuǎn)向阻力矩是隨主銷后傾角增大而增大的。 建立數(shù)學(xué)模型 圖 41轉(zhuǎn)向軸式 EPS系統(tǒng)組成圖 EPS 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 41 所示，主要包括轉(zhuǎn)向柱、減速機(jī)構(gòu)、齒輪齒條和助力電動(dòng)機(jī)以及 ECU 控制單元，其動(dòng)力學(xué)模型是： 轉(zhuǎn)向盤： ( ) ( , )rS S S S S S h s s spJ B K T fr?? ? ? ? ?? ? ? ? ?amp。(42) 農(nóng)業(yè)工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 14 電動(dòng)機(jī) m ( ) ( , )rm m m m m m m mmJ B T K G fr?? ? ? ? ?? ? ? ? ?amp。 amp。 (414) ()ra m mpGTKr???? (415) 將 41 413 分別代入 414，得 農(nóng)業(yè)工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 18 ( ) ( )s r a s rr r r r s sp p