【正文】 //TLC549 片選信號 sbit AD_In = P0^2。 （ 2） EPS 控制策略的研究。 STC 單片機 程序 下載器 的 使用 STC 單片機 程序 下載 器 是專門用于 將 程序 下載 到單片機中 的應用軟件 ，該軟件使用 非常 方便。 （ 2）可以對頻率很低的信號實現濾波。 8051 是增長最快的微處理器構架之一。結構式語言的顯著特點是 代碼 及數據的分隔化，即程序的各個部分除了必要的信息交流外彼此獨立。如圖 所示 ： 圖 直線型、折線型和曲線型助力曲線 本設計所采用的 直線型助力特性 。但回正力矩必須要克服系統(tǒng)本身的阻力矩和路面的摩擦力矩，當回正力矩大于總的回正阻力矩 時，車輪能夠自動回正；當回正力矩小于回正阻力矩時，車輪不能夠準確的回到直線行駛的位置，從而影響汽車行駛的安全性。 21 第 4 章 EPS控制策略和軟件設計 EPS 系統(tǒng)的控制要求 采用 EPS 的 目的是在車速發(fā)生變化時提供合適的轉向助力，并保持一定的轉向路感，緩解駕駛員的疲勞。 當 E=1 時，選通，其輸入直接送到輸出； 若 E=0，緩沖器被阻止，無論輸入什么值，輸出的總是高阻態(tài)，用 Z 表示。通常我們用 7805 進行電壓轉換。但是實際應用電路設計中一般采用并聯(lián)型方式 。 （ 10）內部集成 MAX810 專用復位電路（ HD 版本和 90C 版本才有），外部晶體20M 以下時，可省外部復位電路。隨著控制要求的提高，對自動化的要求越來越高，使電動機的復雜控制逐漸成為主流。 非接觸式轉矩傳感器的線性功能和滯后性能好，但價格較高。 根據電動助力轉向的特點， EPS 的助力電機必須有較好的性能，要求也較高：盡可能寬的調速范圍，運行平穩(wěn)，力矩波動?。豢焖夙憫阅芎?，較小的轉動慣量；良好的低速平穩(wěn)性；體積小、質量輕、噪聲低；過載能力強，可靠性高；電機驅動其結構和運行方式可分為：直流、交流；永磁、勵磁；有刷、無刷等多種類型。但是同時也存在著一些不足：在設計完成以后，助力特性就不能再進行調節(jié)與控制，因此在協(xié)調汽車轉向輕便性與路 感之間的矛盾；在發(fā)動機工作時，無論汽車是否進行轉向油泵都一直運轉，從而對燃料造成了極大的浪費，降低了整車的燃油經濟性；油路中存在漏油的問題，會對環(huán)境造成污染；在低溫時工作性能較差。 （ 2） 傳感器信號處理電路的設計，如轉矩信號通過 A/D 轉換輸入處理器進行處理，再通過電機驅動電路控制電機轉動方向。另外就是在繼承前幾屆研究生研究成果的基礎上，進一步完善控制器的硬件與軟件，提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性及可靠性，把控 4 制器往產業(yè)化方向推進。這充分說明裝配 EPS 產品的市場和市場潛力是很大的。本田甚至還在其 Acyra NSX 賽車上安裝了 EPS。此后 EPS 便雨后春筍般發(fā)展起來，并將應用范圍擴展到大型轎車和客車方面上。然而 EPS 的發(fā)展前景的廣闊的 ，如今國內有多所高等院校和科研單位正在進行該項技術的相關研究，并取得的一定進展。 電動助力轉向系統(tǒng)是當前汽車技術發(fā)展的前沿技術之一，有利于汽車在不同的車況下獲得不同的助力效果，提高轉向時的操縱穩(wěn)定性和路感。而一個擁有性能可靠的控制系統(tǒng)則能使 EPS 實現以上效果，EPS 具有節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點，是未來轉向系統(tǒng)的主流發(fā)展，是研究的重點項目。開始 HPS 的控制閥采用滑閥式，即控制閥以軸向一定來控制油路。 （ 1） 轉向柱助力式轉向器 助 力單元、控制器以及傳感器等部件都安裝在轉向柱處。 圖 微型電機實物圖 轉矩傳感器 EPS 傳感器的作用是探測駕駛員轉向時方向盤產生的扭矩或轉角的大小和方向，然后將其轉換為相應的電壓信號傳送給控制器 ECU， ECU 根據這個信號連同車速信號產生相應的助力，協(xié)助駕駛員轉向。 電動助力轉向系統(tǒng)的開發(fā)過程中，電子控制單元的設計是關鍵的一部分，其中處理器的選用也是非常關鍵的，性能優(yōu)良的處理器一定程度上為電動助力轉向系統(tǒng)取得良好的助力效果奠定了基礎。 （ 3）工作頻率范圍： 0~40MHz 相當于普通 8051 的 0~80MHz，實際工作頻率可達 48MHz。因此控制器 ECU 是電動助力轉向系統(tǒng)研究的主要內容之一，是控制策略實現的硬件基礎，控制器的硬件性能直接影響 EPS 的控制效果。進入掉電模式時，上電復位 /掉電復位功能關閉。常規(guī)緩沖器總是將值直接輸出，用在推進電流到高一級的電路系統(tǒng)。 其特點： 效率高，調速過程中沒有附加損耗；調速范圍大， 精度高 。 （ 2）有較靈敏的響應速度。低速型在 EPS 的初期階段用得比較多，其優(yōu)點是算法簡單，對控制系統(tǒng)的硬件要求相對比較低。 （ 1） C 語言 C 語言 是一種成功的系統(tǒng)描述語言，用 C 語言開發(fā)的 UNIX 操作系統(tǒng) 就是一個成功的范例 。 C 語言具有較好的可移植性，并具備很強的數據處理能力，因此適于編寫系統(tǒng)軟件， 三維 ， 二維 圖形和動畫。 C51 編譯器把 MCS51 單片機的常用的特殊功能寄存器和特殊位進行了定義，放在一 個 “”或 “”的頭文件中。10mA； 27 總峰值輸入電流 (所有輸入端 )： 177。 （ 2）以 STC89C52 為核心設計了電控單元，其中主要有電機驅動電路，信號采集電路，單片機最小電 路，利用 變頻 調制的方法對直流電機的電流大小進行控制，利用H 橋實現對電機正反轉的控制。同時還要感謝黑龍江工程學院對四年來對我栽培。 /******************************************************************** * 名稱 : delay() * 功能 : 延時 ,延時時間大概為 140US。如果沒有導師的督促和指導，想要完成這個設計是難以想象的，所以在此我要感謝我的導師，我畢業(yè)設計的每個階段都有著 范德會 老 師的辛勤栽培，從開題報告到中期檢查，以及 后期設計的悉心指導 ， 范老 師都在百忙之中為我查閱了大量資料并對遇到的問題進行了 詳盡的解答 。本章 主要 介紹了 程序的 下載 軟件 和程序下載 過程，簡單介紹了調試時 所遇到的困難 。采用差分參考電壓高阻輸入，抗干擾，可按比例量程校準轉換范圍， REF接地， REF+－ REF≥1V，可用于較小信號的采樣。 C51 已被完全集成到 μVision3 的集成開發(fā)環(huán)境中，這個集成開發(fā)環(huán)境包含：編譯器，匯編器，實時操作系統(tǒng)，項目管理器，調試器。適合于多種 操作系統(tǒng) ，如 Windows、 DOS、 UNIX 等等；也適用于多種機型。這兩種語言都有其優(yōu)缺點。 轉向助力特性曲線的 選擇 助力特性的理論研究 EPS 的助力規(guī)律屬于車速感應型，主要有低速型和全速型兩種。一般來說 EPS 的主要控制目標有如下幾點： （ 1）提供合適的助力。 電動機的 變頻調速控制 變頻調速是改變電動機定子電源的頻率，從而改變其同步轉速的調速方法。 L298 芯片的引腳圖如 圖 所示 ， L298 的實物圖如圖 所示 ： L298的邏輯控制 如 表 所示 ： 圖 L298 芯片引腳圖 L298 的 運行參數 如表 所示 ， L298 的 引腳功能 如表 所示 ： 表 L298 的運行參數： 參數 符號 測試環(huán)境 最小值 典型值 最大值 單位 驅動電源電壓 Vs — — 46 V 邏輯電源電壓 Vss — 5 7 V 輸入低電平電壓 ViL — — V 輸入高電平電壓 ViH — — Vss V 使能端低電平電壓 Ven=L — — V 使能端高電平電壓 Ven=H — — Vss V 全橋式驅動器總成的電壓降（每一路） VcE (sat) IL=1A IL=2A — V V 檢測電壓 1,15 腳 Vsen — 1 — 2 V 表 L298 的引腳功能 引腳 符號 功能 1 SENSING A 此兩端與地連接電流檢測電阻，并向驅動芯片反饋檢測到的信號 17 15 SENSING B 2 3 OUT 1 OUT 2 此兩腳是全橋式驅動器 A 的輸出端，用來連接負載 4 Vs 電機驅動電源輸入端 5 7 IN 1 IN 2 輸入標準的 TTL 邏輯電平信號，用來控制全橋式驅動器 A 的開關 6 11 ENABLE A ENABLE B 使能控制端，輸入標準 TTL 邏輯電 平信號；低電平時全橋式驅動器禁止工作 8 GND 接地端，芯片本身的散熱片與 8 腳相通 9 Vss 邏輯控制部分的電源輸入端口 10 12 IN 3 IN4 輸入標準的 TTL 邏輯電平信號，用來控制全橋式驅動器 B 的開關 13 14 OUT 3 OUT 4 此兩腳是全橋式驅動器 B 的兩個輸出端，用來連接負載 圖 L298 實物 圖 表 L298 的邏輯控制 IN1 IN2 ENA 電機狀態(tài) X X 0 停止 1 0 1 順時針 0 1 1 逆時針 0 0 0 停止 1 1 0 停止 三態(tài)緩沖器 緩沖器是數字元件的其中一種，它對輸入值不執(zhí)行任何運算，其輸出值和輸入值一樣，但它在計算機的設計中有著重要作用。 （ 3）上電復位 /掉電復位 當電源電壓 VCC 地獄上電復位 /掉電復位電路的檢查門檻電壓時，所有 的邏輯電路都會復位。并對傳感器、電機和單片機的選型做了介紹 ，為下一章的系統(tǒng)硬件設計打下基礎。其主要性能如下： （ 1）增強型 8051 單片機， 6 時鐘 /機器周期和 12 時鐘 /機器周期可任意選擇，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051。本設計采用的是與扭矩傳感器一樣的 WTH（ 118） 10K2W 的電位器輸出的電信號來模擬車速傳感器的信號。） 8 本設計采用的是 RF300C11440,微電機馬達，這是一種有刷直流電機，額定電壓9V。 （ 5） EPS 結構簡單，占用空間小，在車身上不知較為方便，助力性能比傳統(tǒng)助力 7 系統(tǒng)優(yōu)越，又具有良好的模塊化設計，又為設計不同的系統(tǒng)提供了極大的靈活性。在 1951 年在轎車上也得 到了應用，獲得了當時的好評，隨后 HPS 在轎車上便迅速普及，到今天裝備 HPS 的車輛已經超過了 80%。同時，電動助力轉向系統(tǒng)對于汽車的環(huán)保、節(jié)能、安全等方面也具有積極的現實意義。 選題的目的和意義 目的： 汽車轉向系統(tǒng)一直存在著“輕”與“靈”的矛盾，當汽車在低速時需要輕便的轉 向助力，而在高速時有需要靈巧的轉向效果已獲得較好的操作手感 。汽車轉向除了滿足輕便和靈敏兩個要求外，還要為駕駛者造成一定的路感，隨著車速的提高方向盤助力不宜過大，而且還需要滿足一定的助力特性。 1988 年 2月 日本的鈴木公司開發(fā)出了電動助力式轉向系統(tǒng)，并裝在 Cervo 車上，隨后又配備在 Alto 車上，擺脫了液壓助力轉向系統(tǒng)的束縛。正是由于這一系列的優(yōu)點，在世界汽車行業(yè)中， EPS 的年增長量達 130萬至 150 萬套，據美國天合 (TRW)公司預測，到 20xx 年，全球范圍內電動助力轉向器的裝車率將超過 30％，因此，電動助力轉向技術的發(fā)展前景是非常廣闊的。 無助力轉向系統(tǒng)的回正作用具有很大的缺陷 , 往往會降低汽車行駛穩(wěn)定性，而EPS 恰恰改善了回正特性。如今國外汽車 的電動助力轉向系統(tǒng)正在漸漸取代傳統(tǒng)液壓助力轉向器的地位。 第 2 章 EPS系統(tǒng)的 組成 EPS 工作原理與結構組成 EPS 的工作原理：當駕駛員操縱方向盤轉向時，轉向柱上的扭矩傳感器檢測到的信號與車速信號經過濾波處理后送入 ECU， ECU 對這些信號進行運算處理后輸出PWM 信號給電 機驅動模塊，從而實現對電動機的控制，電機經傳動機構將助力轉矩傳遞給牽引前輪轉向的橫拉桿，最終起到為駕駛員提供轉向助力的目的。 與傳統(tǒng)的轉向助力系統(tǒng)相比，電動助力轉向系統(tǒng)綜合了許多現代的高新技術，諸如現代電子技術及機電一體化技術，具有許 多優(yōu)點： （ 1） EPS 能在不同的車速下對轉向助力的大小進行調節(jié) ,在不同工況下提供最佳的助力，減小因路面原因引起的對轉向系統(tǒng)擾動，減輕低速行駛時的轉向操縱力。 直 流電機的結構應由 定 子和轉子 兩大部分組成。 當轉向盤向 一個方向 旋轉時，其輸出端上的電壓 保持一定值， 當轉向盤向 相反方向 旋轉時， 輸出端電壓就會發(fā)生變化 。 轉向時，控制單元根據檢測到傳感器的信號以及電動機的電流信號，判斷汽車的轉向狀態(tài)，向驅動單元發(fā)出控制信號，通過電動機驅動電路調節(jié)占空比，使電動機按方向盤轉動的方向和車速信號提供所需的助力轉矩。 （ 12）外部中斷 4 路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)中斷， Power Down 模式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒。 （ 1）外部 RST 引腳復位 外部 RST 引腳復位就是外部想 RST 引腳施加一定寬度的復位脈沖，從而實現單片機的復位。本設計采用的是 L7805CV，它有三條引腳輸出，分別是輸入端、接地端和輸