【正文】 用，代表了將來的信息。在實際的工程應(yīng)用中，一般認(rèn)為，在以晶閘管或以伺服電機(jī)作為執(zhí)行器件，或?qū)刂凭珣?yīng)當(dāng)采用位置型算法。PWM脈沖寬度值則由定時器的比較緩沖區(qū)寄存器的值來決定。它克服了傳統(tǒng)液壓動力轉(zhuǎn)向(HPS)系統(tǒng)耗能多、易污染、控制性能差等諸多缺點(diǎn)，是新一代汽車動力轉(zhuǎn)向技術(shù)的研究焦點(diǎn)。sbit FIRE=P3^3。 ET1=1。 // if(count128) count=0。break。 //加權(quán)平均濾波 return result。dianliu51) //車輛已啟動,另啟動標(biāo)志為1 { flag=1。 //轉(zhuǎn)換結(jié)束 OE=1。 uchar dat[5]。 TL0=(6553650000)%256。 TH1=0。祝您身體健康，萬事如意！同時還要感謝洛陽理工學(xué)院學(xué)院為我們畢業(yè)生提供了良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，在此，我代表自動化專業(yè)全體畢業(yè)生向?qū)W院表示衷心的感謝。即當(dāng)定時器0計數(shù)完畢時，讀取計數(shù)器1的值，然后根據(jù)公式即可計算得出車速。 A/D采集程序A/D采集程序的編寫主要是對ADC0808的相關(guān)寄存器的設(shè)置及數(shù)字濾波算法。 K i —積分系數(shù)。 EPS的PID控制需要在調(diào)整一下章節(jié)的安排，.PID是Proportional(比例)、Integral(積分)、Differential(微分)三者的縮寫。 (3)共阻抗耦合:當(dāng)一個電路的電流流經(jīng)共阻抗時所產(chǎn)生的壓降，就要在另一個電路中產(chǎn)生干擾電壓。通過該DC/DC變換器可以將正電壓輸入變?yōu)樨?fù)電壓輸出，即Vi與Vo的極性相反。與電磁離合器的控制方式相同，發(fā)光二極管也是采用低電平有效的方式。 .輸出電流Io=(min)。在確定了PWM控制方法后，下一步的工作就是對半導(dǎo)體功率器件的選擇。圖311 電動機(jī)控制電路原理圖采用開關(guān)驅(qū)動方式，通過PWM來控制電機(jī)電壓時，電動機(jī)的電樞繞組兩端的平均電壓U0為: U0=(t1Us十0) /(t1+t2)=ttUs/T 　　（31）式中a為占空比，a=tl/To，開關(guān)器件導(dǎo)通的時間，T為脈寬調(diào)制PWM的周期。其具體電路設(shè)計比較簡單，如圖310所示。單片機(jī)的ALE連接地址鎖存器的控制端；連接6264的輸出允許端。 由于89C52的數(shù)據(jù)存儲器不能滿足設(shè)計系統(tǒng)的要求，必須外接RAM。（2） 8通道8位A/D轉(zhuǎn)換器ADC 0808由于單片機(jī)不能直接與模擬信號相連接，所以必須有一個器件完成從模擬信號到數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換，而ADC0808就是這樣一個器件。 圖29 電機(jī)、離合器、減速機(jī)構(gòu)組成ECU的功能是根據(jù)扭矩傳感器信號和車速傳感器信號，進(jìn)行邏輯分析與計算后，發(fā)出指令，控制電動機(jī)和離合器的動作。 4)體積小、質(zhì)量輕、噪聲低。當(dāng)方向盤右轉(zhuǎn)時， V， V。聯(lián)立上面所建的動力學(xué)方程，可以得到: Jss + Bss+ Kss=T （210） Jmm +Bm m +Km m = Tm+ G Km （211） Mrr+Brr+KrXr=+F （212）Mr=mr+——減速機(jī)構(gòu)、小齒輪和齒條等的當(dāng)量質(zhì)量，Kg；Br=br+——減速機(jī)構(gòu)、小齒輪和齒條等的當(dāng)量阻尼系數(shù)，N/（m/s）。Ta – Tw (27)式中Je—輸出軸的轉(zhuǎn)動慣量，Kgm + Bm Bs—輸入軸的粘性阻尼系數(shù)，N可見，上述的兩個要求是矛盾的。1:轉(zhuǎn)向柱助力式(Columnassist Type)此時電動機(jī)、減速器直接與轉(zhuǎn)向柱相連。以扭矩傳感器、車速傳感器、發(fā)動機(jī)電流傳感器的輸出信號作為輸入信號，并經(jīng)放大電路、ADC0808轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換送到89c52單片機(jī)，再由89c52對輸出電路進(jìn)行分時控制，從而保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。對于我國來說，由于在這方面和國外的差距很大，所以在今后相當(dāng)長的一段時間內(nèi)，仍須集中精力解決傳感器、電機(jī)、和電子控制器方面的研究工作。經(jīng)過三十年來的發(fā)展，EPS技術(shù)已日趨完善，其應(yīng)用范圍正從最初的微型轎車向普通轎車和商用客車方向發(fā)展。因此轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的抗擾動能力大大增強(qiáng)。因此該系統(tǒng)的研制與開發(fā)對滿足社會需求、跟上世界汽車技術(shù)發(fā)展進(jìn)程，具有十分重要的意義。控制單元具有實時數(shù)據(jù)信號采集和系統(tǒng)控制功能，根據(jù)采集的數(shù)據(jù)信號，確定電動機(jī)輸出的目標(biāo)電流，利用PWM脈寬調(diào)制技術(shù)，通過H橋式電路控制電動機(jī)的輸出電流和轉(zhuǎn)動方向，實現(xiàn)助力轉(zhuǎn)向功能。汽車助力轉(zhuǎn)向依次經(jīng)歷了機(jī)械式的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電控液壓式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等階段，國際上已有一些大的汽車公司在探討開發(fā)的下一代線控電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)需要發(fā)動機(jī)帶動液壓油泵，使液壓油不停地流動，浪費(fèi)了部分能量。由此可見，EPS和HPS相比，是一項緊扣現(xiàn)代汽車時代發(fā)展主題的高新技術(shù)，必將逐步取代現(xiàn)有的機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。電動機(jī)本身的性能及其與電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的匹配都將影響到轉(zhuǎn)向操縱力、轉(zhuǎn)向、路感等問題。為更好的擬定一份準(zhǔn)確、可靠的總體方案，可以采用“多選一”的形式。若需要助力，則依照既定的控制策略計算電機(jī)助力轉(zhuǎn)矩的大小并輸出相應(yīng)控制信號給驅(qū)動電路。因此本設(shè)計采用此種助力方式。轉(zhuǎn)向車輪的偏轉(zhuǎn)角和駕駛員轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)角保持一定關(guān)系，并能使轉(zhuǎn)向車輪保持在任一偏轉(zhuǎn)角位上。 s—輸出軸的旋轉(zhuǎn)角，rad 。 Ta—電動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩，N Xr—齒條的位移，m?；瑝K相對于輸入軸可以在螺旋方向移動。在本文的研究中，作者采用脈沖發(fā)生器來模擬實際的車速信號，用于對控制策略的研究。 1 滑環(huán) 2 電磁線圈 3 壓板 4 花鍵 5 從動軸 6 主動軸 7 滾珠軸承圖28 電磁離合器結(jié)構(gòu)圖減速機(jī)構(gòu)也是電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不可缺少的部件，減速機(jī)構(gòu)的作用是降低電動機(jī)的輸出軸的轉(zhuǎn)速，從而將電動機(jī)輸出軸的輸出轉(zhuǎn)矩放大后作用于轉(zhuǎn)向輸出軸。同時，系統(tǒng)對電機(jī)的輸出電流進(jìn)行采樣，采樣的結(jié)果一方面與目標(biāo)電流相比較，用于電機(jī)的控制。 圖33 ADC0808與單片機(jī)89C52的連接圖 89C52外部總線擴(kuò)展及片外ROM的連接由于89C52的輸入/輸出引腳有限，一般的情況下，我們采用地址鎖存器進(jìn)行單片機(jī)系統(tǒng)總線的擴(kuò)展。 ●GND：接地。其電氣參數(shù)見表31.表31 電動機(jī)的電氣參數(shù)表電源電壓DC1215V額定輸入電流50A電流測量范圍070A精度%線性度%額定輸出電流50mA失調(diào)電流跟隨精度200A/us響應(yīng)時間us頻帶寬度DC200KHz耐壓，50HzPASHID50的接線方式如圖38所示?，F(xiàn)在，大多數(shù)應(yīng)用場合都使用電樞控制方法。根據(jù)電動助力的原理，要求電動機(jī)能正反轉(zhuǎn)工作，這就需要可逆PWM控制系統(tǒng)。驅(qū)動光耦的型號很多，所以選用的余地也很大。此功率接口電路用于將單片機(jī)低電壓、小電流的控制信號轉(zhuǎn)換為用于控制電磁離合器的較大電壓、電流。加入二極管D1后，繼電器線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電流從二極管D1流過，從而使晶體管Q1得到保護(hù)。這就要求必須搞清楚干擾源、被干擾對象、干擾源和被干擾對象之間的耦合方式，只有這樣才能采取相應(yīng)的措施，抑制干擾的影響。而模擬地則是指A/D和D/A中模擬信號的接地端。 ，形成了完整的設(shè)計和參數(shù)調(diào)整方法，很容易為工程技術(shù)人員所掌握。然而，EPS的助力特性曲線本身就是EPS所要研究的內(nèi)容之一，很難根據(jù)它來確定一個合適的目標(biāo)電流。由前述的對電動機(jī)的PWM控制采用的時單極性定頻調(diào)寬法可知，在程序中只需設(shè)定好定時計數(shù)緩沖區(qū)寄存器的值就可以確定了PWM調(diào)制的頻率，改變比較緩沖區(qū)寄存器的值就可得到相應(yīng)的脈沖寬度，也就確定了PWM的占空比。操縱穩(wěn)定性始終是影響汽車駕駛的首要性能，控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性也就成為了指導(dǎo)設(shè)計人員設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)。sbit Motor0=P3^0。 ET2=1。 else Motor0=0。ADDB=1。 Motor1=0。 //汽車點(diǎn)火啟動信號 while(FIRE==0)。} } for(j=0。 if(count=zhuanju128) Motor1=1。 } void timer0() interrupt 1 //T0的中斷服務(wù)函數(shù){ TR1=0。 // uchar count=0,number=0,zhuanju。 (2)進(jìn)一步完善系統(tǒng)控制策略。圖43 PWM控制程序流程圖車速傳感器的信號是經(jīng)過里程表整形后發(fā)出的脈沖方波信號，每個脈沖表示磁電式車速傳感器的被測齒盤輪齒轉(zhuǎn)過一齒，汽車的行駛速度就可以用單位時間內(nèi)的脈沖數(shù)、被測齒盤齒輪齒數(shù)與車輪的行駛半徑計算出汽車的車速來。算法中沒有采用積分環(huán)節(jié)，這是因為EPS系統(tǒng)是一個有差系統(tǒng)，需要保持系統(tǒng)的靜差,控制器中不能有積分環(huán)節(jié)。 Ti—積分時間常數(shù)。41 第4章 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的軟件設(shè)計控制器硬件是電子動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基石，而軟件則可以說是EPS系統(tǒng)的靈魂。 (2)溫度干擾:主要指系統(tǒng)中電子測量裝置和元器件在工作過程中產(chǎn)生的熱量以及環(huán)境溫度的變化造成的干擾。在設(shè)計中對此部分進(jìn)行了補(bǔ)充?？紤]到電磁繼電器的干擾信號可能竄入單片機(jī)控制系統(tǒng)，從而影響數(shù)字電路部分的控制效果，采用光電耦合器對單片機(jī)系統(tǒng)的信號與繼電器部分的信號進(jìn)行了光電隔離?？紤]到電機(jī)的助力電流較大，為了能有效的隔離強(qiáng)電與弱電，提高系統(tǒng)的可靠性，在設(shè)計中最終采用了光耦驅(qū)動器件。雙極性驅(qū)動是指在一個PWM周期中，直流電動機(jī)電樞的電壓極性呈正負(fù)變化。在對直流電機(jī)的電樞電壓的控制和驅(qū)動中，對半導(dǎo)體器件的使用上又可分為線性放大驅(qū)動方式和開關(guān)驅(qū)動方式?；魻杺鞲衅鬏敵龅氖请娏餍盘?050mA)，而系統(tǒng)接收的是電壓信號，故需在傳感器的輸出引腳上接一個約100的電阻，將輸入的信號轉(zhuǎn)換為5V到5V的電壓信號，然后經(jīng)過電壓變換電路如圖39示， V的電壓信號，最后經(jīng)濾波電路送到89C52芯片的A/D端口。 ●D0D7:數(shù)據(jù)線。本設(shè)計中，采用74LS373來擴(kuò)展89C52的外部總線。若電機(jī)電流大于設(shè)定值或車速高于設(shè)定值時，為了保護(hù)電機(jī)和系統(tǒng)的安全，控制器將對繼電器發(fā)出一個控制信號，斷開電機(jī)電源，停止助力，待系統(tǒng)正常后，再恢復(fù)助力功能。兩級行星齒輪減速機(jī)構(gòu)能提供較大的助力，一般用于小齒輪助力和齒條助力式EPS系統(tǒng)。為了降低噪聲和減小振動，有的電動機(jī)轉(zhuǎn)子外圓表面開有斜槽。因此，當(dāng)輸入軸相對輸出軸轉(zhuǎn)動時，滑塊按照輸入軸旋轉(zhuǎn)的方向和輸出軸的旋轉(zhuǎn)量，垂直移動(在軸方向)，(等于輸入軸相對于輸出軸旋轉(zhuǎn))。 FTR—輪胎轉(zhuǎn)向阻力及回正力矩等作用于齒條上的軸向力，N。在實際的控制系統(tǒng)中，電動機(jī)助力轉(zhuǎn)矩Ta可以如下式所示 Ta = Km (m –Ge) (26) 式中Km—電動機(jī)和減速機(jī)構(gòu)的輸出軸剛性系數(shù)，N并修改好。當(dāng)動力轉(zhuǎn)向失敗或發(fā)生故障時，應(yīng)能保證通過人力進(jìn)行轉(zhuǎn)向操縱。作為最初應(yīng)用的EPS，這種助力形式的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，不受安裝位置的限制，可以提供較大的助力力矩，電機(jī)的力矩波動不易傳遞到方向盤上。電動機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩通過傳動機(jī)構(gòu)驅(qū)動轉(zhuǎn)向軸轉(zhuǎn)動從而實現(xiàn)助力作用。如圖21所示。只有進(jìn)一步改進(jìn)控制系統(tǒng)的性能，才能滿足更高檔車的使用要求。同年，美國通用公司也在某些型號的汽車上裝備了電動式EPS。裝有電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的車輛和裝有液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的車輛對比實驗表明，在不轉(zhuǎn)向情況下、%。隨著近年來電子控制技術(shù)的成熟和成本的降低，EPS越來越受到人們的重視，并以其具有傳統(tǒng)動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不可比擬的優(yōu)點(diǎn)，迅速邁向了應(yīng)用領(lǐng)域，部分取代了傳統(tǒng)液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（Hydraulic Power Steering，簡稱HPS）。本文在研究了電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)工作原理的基礎(chǔ)上，設(shè)計開發(fā)了EPS的電子控制單元ECU (Electronic Control Unit)的硬件電路和相應(yīng)的控制軟件框圖。此外，電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與汽車的安全性、操縱穩(wěn)定性之間的關(guān)系，電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的可靠性等將成為重要的研究課題。在EPS中，電動機(jī)與助力機(jī)構(gòu)直接相連以使其能量直接用于車輪的轉(zhuǎn)向。隨后，國外很多公司和機(jī)構(gòu)介入了電動式EPS的研究