【正文】 圖 34 74LS373 的引腳圖 74LS373 是帶三態(tài)輸出的 8 位鎖存器。 單片機(jī)和片外 RAM 的電路連接圖如圖 36 所示 .。單片機(jī)所能處理的信號高電壓在 左右，所以車速信號的通道設(shè)計(jì)主要是完成信號的電平匹配設(shè)計(jì)，一般采用一個(gè)前位分壓電路即可實(shí)現(xiàn)，但這不如采用光耦電路安全可靠。絕大多數(shù)直流的電動機(jī)采用的是開關(guān)驅(qū)動方式，通過脈寬調(diào)制 PWM 來控制電動機(jī)電樞電壓，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的控制。由于單極洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 37 性驅(qū)動方式能夠避免開關(guān)管直通，可大大提高系統(tǒng)的可靠性，所以適用于 在大功率、大轉(zhuǎn)動慣量、可靠性要求較高的直流電動機(jī)控制應(yīng)用上。 .電源電流 Icc=11mA (max)。電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)安全性要求很高，而所有故障信息的外在反映都是通過顯示電路。電路中的運(yùn)算放大器等器件需要 5V 的供電電壓，由 ICL7660 產(chǎn)生所需的負(fù)電壓。對于小電流、高電壓干擾源產(chǎn)生的干擾主要是通過電容耦合 產(chǎn)生的。在計(jì)算機(jī)測控系統(tǒng)中，數(shù)字地和模擬地分別接地。 在實(shí)際測控系統(tǒng)中，干擾源主要來自以下幾方面 ： ]14[ (1)機(jī)械干擾 :主要是機(jī)械的振動或沖擊造成的干擾。 電動機(jī) 保護(hù)電路及繼電器驅(qū)動電路設(shè)計(jì) 前期的設(shè)計(jì)中沒有考慮電動機(jī)的保護(hù)環(huán)節(jié)，難以滿足電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對安全性的要求。為了確保繼電器工作可靠，對單片機(jī)輸出的控制信號通過上拉電阻使控制信號定位在低電平或者高電平。驅(qū)動光耦選用較多的主要由東芝的 TLP 系列，夏普的 PC 系列，惠普的 HCPL 系列等?？赡?PWM 控制系統(tǒng)分為雙極性驅(qū)動和單極性驅(qū)動。 對電動機(jī)的驅(qū)動離不開半導(dǎo)體功率器件。 圖 38 PASHID50 霍爾傳感器電路連接圖 由于助力電動機(jī)提供左右兩個(gè)方向的助力，電動機(jī)的助力電流也就有正負(fù)之分。 ●A0A12:地址線。 圖 33 ADC0808 與單片機(jī) 89C52 的連接圖 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 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。同時(shí)，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 。 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 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì) 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 減速機(jī)構(gòu) 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。在本文的研究中，作者采用脈沖發(fā)生器來模擬實(shí)際的車速信號，用于對控制策略的研究?；瑝K相對于輸入軸可以在螺旋方向移動。 Xr—齒條的位移， m。 Ta—電動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩， Nm/rad 。 (4)要有隨動作用。它具有轉(zhuǎn)向柱助力式 EPS 的全部優(yōu)點(diǎn)，并且還可在現(xiàn)有的機(jī)械轉(zhuǎn)向器上直接設(shè)計(jì)，而不用改變轉(zhuǎn)向柱的結(jié)構(gòu)?？刂破鞲鶕?jù)得到的信號判斷是否助力以及助力的方向。 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì) 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 第 2 章 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)方案確定及工作原理 系統(tǒng)總體方案的確定，是進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)最重要、最關(guān)鍵的一步，直 接影響到整個(gè)控制系統(tǒng)的性能、安全運(yùn)行等因素的參數(shù)選定，使設(shè)計(jì)能夠有序、正確的進(jìn)行。其中，進(jìn)一步改善電動機(jī)的性能是下一步努力的一個(gè)主要方向。使用可靠，維修方便。 。 control of data/signal, was developed in modular after the design of experimental ECU was pleted. And the main program, A/D acquisition program, speed signal acquisition program and PWM control program are developed in the second part. The result showed that the electronic control unit designed was with stable performance, appropriate structure and excellent matching condition, and the excellent power steering effect could be ensured by EPS. Key words: Electric Power Steering System (EPS) Electronic Control Unit SingleChip Microprocessor Control Strategy 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì) 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II 目 錄 前 言 ...................................................................................................1 第 1 章 緒論 .........................................................................................2 汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的特點(diǎn) ...............................................2 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀 ...................................4 EPS 的發(fā)展趨勢和急待解決的核心技術(shù) ...............................5 本課題研究的目的與意義 .......................................................6 第 2 章 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)方案確定及工作原理 ..............................7 電動助力轉(zhuǎn)向 系統(tǒng)的工作原理 ...............................................9 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成和工作原理 .........................9 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的分類 ........................................... 11 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的技術(shù)要求 ................................... 12 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型 ............................................. 13 轉(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)向柱輸入軸子模型 ................................... 14 電動機(jī)模型 .................................................................. 14 輸出軸子模型 .............................................................. 16 齒輪齒條子模型 ........................................................... 16 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的主要部 分 ............................................. 17 轉(zhuǎn)矩傳感器 .................................................................. 18 車速傳感器 .................................................................. 19 直流電動機(jī) .................................................................. 20 電磁離合器 .................................................................. 21 減速機(jī)構(gòu) ...................................................................... 22 電子控制單元 ECU...................................................... 23 第 3 章 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) ............................................ 24 電子動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制器的總體結(jié)構(gòu) ................................. 24 控制器微處理芯片的選擇 ..................................................... 26 控制器微處理器常用芯片及選型 ............................... 26 89C52 芯片及 A/D 轉(zhuǎn)換芯片介紹 .............................. 26 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì) 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） III 89C52 外部總線擴(kuò)展及片外 ROM 的連接 ................ 28 控制器輸入通道的設(shè)計(jì) ......................................................... 30 轉(zhuǎn)矩信號的采集 ........................................................... 30 電動機(jī)電流信號的采集 ............................................... 31 車速信號的采集 ........................................................... 33 控制器輸出通道的設(shè)計(jì) ......................................................... 34 電動機(jī)的 PWM 控制 ................................................... 34 電磁離合器和顯示控制電路的設(shè)計(jì) ........................... 39 電動機(jī) 保護(hù)電路及繼電器驅(qū)動電路設(shè)計(jì) .................. 40 系統(tǒng)供電電源電路設(shè)計(jì) ......................................................... 41 系統(tǒng)硬件抗干擾措施 ............................................................. 42 第 4 章 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) ............................................ 45 EPS 的控制策略 ..................................................................... 45 EPS 的 PID 控制 .......................................................... 45 電子動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)各功能模塊的軟件設(shè)計(jì) ......................... 48 A/D 采集程序 ............................................................... 48 PWM 控制程序 ............................................................ 49 車速信號采集程序 ....................................................... 51 系統(tǒng)主程序 .................................................................. 53 結(jié) 論 ................................................................................................. 55 謝 辭 ................................................................................................... 56 參考文獻(xiàn) ............................................................................................. 57