畢業(yè)論文電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-11-12 10:38 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，并跟蹤該電流，使得電機(jī)輸出相應(yīng)的助力矩。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。 . . . . .裝..訂. .線 .. . . 淄博職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 第 7 頁(yè) 共 16 頁(yè) 第四章 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制單元概述 控制單元是實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向控制功能、保證系統(tǒng)具有良好性能及可靠工作的重要部件。其主要任務(wù)是處理系統(tǒng)各部分發(fā)送來(lái)的輸入信號(hào)、控制電動(dòng)機(jī)和繼電器等實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)功能。 單片機(jī)控制單元結(jié)構(gòu)如圖 41所示，其核心組成主要包括： 8位 P87C591型微控制器、信號(hào)處理電路、驅(qū)動(dòng)邏輯電路、 H 橋驅(qū)動(dòng)電路、電動(dòng)機(jī)保護(hù)電路和故障報(bào)警電路等。 P87C591單片機(jī)具有內(nèi)置的 6通道 A/D 轉(zhuǎn)換器和 PWM 功能發(fā)生器能使控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化。 把檢測(cè)到的方向盤轉(zhuǎn)角作為系統(tǒng)輸入信號(hào)通過(guò)傳輸裝置傳送到 P87C591單片機(jī)的 ADC0腳，實(shí)際車輛轉(zhuǎn)向柱轉(zhuǎn)角作為系統(tǒng)的輸出信號(hào)送到單片機(jī)的 ADC1腳，單片機(jī)對(duì)輸入、輸出角位移信號(hào)進(jìn)行計(jì)算，并通過(guò)單片機(jī)的 PWM0、 P0． 3口控制輸出到電動(dòng)機(jī)的電壓大小及方向。為了控制 電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀況對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行保護(hù)，引入了電源電壓、電動(dòng)機(jī)電流、電動(dòng)機(jī)電壓監(jiān)測(cè)控制，電動(dòng)機(jī)電流、電源電壓及電動(dòng)機(jī)兩端電壓分別由 ADC ADC3和 ADC4腳輸入單片機(jī)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)沒有工作時(shí)，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向?qū)⑹褂眯铍姵刂械膬?chǔ)備電能，這是不允許的，為此我們采用光電隔離傳感器對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)速進(jìn)行檢測(cè)，光電隔離傳感器產(chǎn)生的脈沖信號(hào)送入 T1口進(jìn)行計(jì)數(shù)。單片機(jī)對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行判斷，發(fā)生故障時(shí)切斷 H 橋電源電壓，并輸出故障指示 [6][8]。 圖 41 電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制框圖 . . . . .裝..訂. .線 .. . . 淄博職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 第 8 頁(yè) 共 16 頁(yè) 第五章 信號(hào)處理電路 從角位移傳感器測(cè)得的角位移信號(hào)，可以直接送到單片機(jī)的 ADC0、 ADC1口。但是由于外界環(huán)境的電磁干擾、以及多種成分的噪聲信號(hào)，雖然可以采用數(shù)字濾波器，但是如果存在高于 s/2（ s 為采樣頻率）的頻率信號(hào)，根據(jù)采樣定理，采樣頻譜中高于 s/2的頻率分量采樣后會(huì)出現(xiàn)在低于 s/2用的信號(hào)頻段上， 這樣就無(wú)法用數(shù)字濾波的方法將它們與信號(hào)分離。為了消除這種頻率混淆或假頻干擾，就只有在采樣之前先用一個(gè)截頻 sh/2的低通濾波器把高于 s/2的頻率分量濾掉，以保 證采樣時(shí)被采樣的頻譜只包含小于 s/2的頻率分量，即滿足采樣定理。為此，本文采用兩級(jí)二階 Butterworth 低通濾波器，如圖 51。對(duì)輸入單片機(jī)的信號(hào)進(jìn)行濾波處理，以抑制不需要的雜散信號(hào)，使系統(tǒng)的信噪比增加。 圖 51 輸入信號(hào)低通濾波電路 邏輯電路主要作用是將轉(zhuǎn)向控制信號(hào) DIR、脈寬調(diào)制信號(hào) LOCK 進(jìn)行邏輯組合，由 LOCK 信號(hào)控制電動(dòng)機(jī)的電流電壓， DIR 信號(hào)控制電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)，形成控制 H 橋電路的控制信號(hào)，邏輯電路還具有防止 H 橋電路短路的作用。 邏輯電路由 3個(gè)或非門 (4001)和 2個(gè)兩輸入與門 (4081)組成 (見圖 11)。當(dāng)轉(zhuǎn)向控制驅(qū)動(dòng)電路的輸出 DIR 為高電平時(shí)，即或非門 U1C 的兩個(gè)輸入腳 9都為高電平時(shí)，則 U1C 的輸出腳 10為低電平，由于或非門 U1A 的輸入腳 2與 DIR 相同，該輸入腳 為高電平，因此無(wú)論其輸入腳 1為高電平還是低電平，它的輸出腳 3都為低電平，或非門 U1B 的輸入腳 6(或非門 U1A 的輸出腳 3)為低電平，同時(shí)或非門 U1B的輸入腳 5(或非門 U1C 的輸出腳 10)也為低電平，則或非門 U1B 的輸出為高電平，也就是與門 U2A 的輸入腳 2為高電平，而與門 U2B 的輸入腳 9(或非門 U1A 的輸出腳 3)為低電平；反之，當(dāng) DIR 為低電平時(shí)，與門 U2A 的輸入腳 2為低電平，與門U7B 的輸入腳 9為高電平 [6]。綜上所述，采用圖 52所示的電路保證了兩個(gè)與門不可能同時(shí)輸出高電平，也就不可能短路。此外，由表 1可以 看出，兩輸入與門U2A、 U2B 的另一個(gè)輸入信號(hào)為脈寬調(diào)制信號(hào) LOCK。邏輯電路的輸出信號(hào) Q3J 和. . . . .裝..訂. .線 .. . . 淄博職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 第 9 頁(yè) 共 16 頁(yè) Q4J 是 H 橋電路的場(chǎng)效應(yīng)管的開關(guān)信號(hào)。表 1為邏輯電路輸入信號(hào)（ DIR、 LOCK）與輸出信號(hào)（ Q3J、 Q4J）的工作情況表。 圖 52 邏輯電路 表 1 邏輯電路
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