永磁直流電動機的伺服系統(tǒng)-資料下載頁
2025-06-19 03:18本頁面
【正文】 ，故由公式(31)確定放大倍數(shù)＝25，由此可以確定電阻R4R43的大小。圖311 電流檢測電路 故障檢測電路圖312 電機檢測電路在EPS系統(tǒng)吸合繼電器和閉合離合器之前，系統(tǒng)要對電動機進行故障檢測，檢查電動機是否出現(xiàn)斷路現(xiàn)象，其檢測電路如下圖312所示。在系統(tǒng)吸合繼電器之前，由電源變換電路可知，此時H橋+12VA電壓不存在，另外，H橋四個功率管都處于關(guān)斷狀態(tài)。如電動機沒有斷路，則+12VB電壓通過電阻R6R71及5V的穩(wěn)壓管使“電機檢測”為高電平；反之，“電機檢測”為低電平。當(dāng)繼電器吸合后，不用再檢測電機。第四章 系統(tǒng)測試分析 助力系統(tǒng)測試結(jié)果EPS系統(tǒng)助力輸出電流的大小由電機兩端電壓脈寬調(diào)制（PWM）進行調(diào)節(jié)，改變占空比就改變了電機輸出電流大小，PWM波形的規(guī)則與否是決定EPS系統(tǒng)性能的重要因素。把示波器探針放置在電機的任何一端（參考圖312 電機檢測電路），現(xiàn)測得系統(tǒng)在一定車速和一定的方向盤扭矩下電機兩端電壓PWM斬波波形如圖41所示。從該波形可以觀察出，每周期PWM波由三部分組成：電機開通時加在電機兩端的12V左右的電壓，電機關(guān)斷時由于H橋兩對角續(xù)流二極管續(xù)流造成的－1V左右的電壓以及續(xù)流結(jié)束后6V左右的電機檢測電壓。從該波形可以看出電機開通與關(guān)斷時PWM波的上升沿和下降沿都很陡峭，保證了H橋MOS管的快速導(dǎo)通和快速關(guān)斷，減小功率管的開關(guān)損耗，提高了系統(tǒng)的可靠性。圖41 電機PWM斬波波形EPS系統(tǒng)助力特性是根據(jù)方向盤扭矩信號和車速信號決定電機的轉(zhuǎn)向和助力電流的大小，實驗室中對所設(shè)計的控制器電機助力特性進行驗證。用電位器模擬方向盤左右各轉(zhuǎn)一圈，改變車速信號，可以看出電機電流在不同車速下的變化情況。圖42(a)、(b)、(c)分別是車速頻率在9Hz（代表低速）、28Hz（代表中速）、46 Hz（代表高速）時扭矩傳感器輸出信號與電機反饋電流信號的對比圖。 (a) 低速時扭矩信號與電機電流信號對比圖(b) 中速時扭矩信號與電機電流信號對比圖(c) 高速時扭矩信號與電機電流信號對比圖圖42 電機助力特性試驗曲線圖中電機反饋電流信號是從LM324的引腳“8”取的電壓信號（參考圖311 電流檢測電路），此引腳的電壓信號大小體現(xiàn)了電機電流大小，電機電流越大，在取樣電阻R41上的壓降越大，通過運算放大器LM324的放大，LM324引腳“8“的電壓亦越大；反之，LM324引腳“8”的電壓越小。由于該點電壓信號在電機轉(zhuǎn)向發(fā)生變化時始終為正，故示波器沒有辦法顯示電機的轉(zhuǎn)向，但不會影響對系統(tǒng)電機助力特性的分析。從圖42(a)、(b)、(c)可以看出，在相同的方向盤扭矩下，隨著車速的增大，電機的助力電流在減小，保證系統(tǒng)在低速轉(zhuǎn)向輕便，高速操縱穩(wěn)定。 系統(tǒng)存在問題及改進措施控制器在實驗室和裝車試驗的過程碰到如下兩個問題，需要改進：1）在實驗室調(diào)試過程中，把扭矩信號固定不變，均勻的從小到大調(diào)整車速信號頻率時，從電流表可以看出，輸出電流并不能立即響應(yīng)車速變化，而是有1秒鐘的滯后。原因分析：系統(tǒng)對車速的采樣是通過定時器T2定時1秒來計數(shù)單片機外部端口T0的脈沖數(shù)來得知，這樣在調(diào)整車速信號頻率時，系統(tǒng)軟件必須等到1秒鐘后才能檢測到車速信號的變化，系統(tǒng)在這1秒鐘內(nèi)只能按一條助力特性曲線進行助力，不可能在不同的助力曲線進行助力切換，從而出現(xiàn)系統(tǒng)助力電流滯后現(xiàn)象。改進措施：可以采用定時器T2的捕獲功能解決。 ～、4個捕獲CT0～CT3復(fù)用，其中扭矩主信號、扭矩付信號、扭矩電源電壓、反饋電流占用其中4個引腳資源，剩下2個巧好可以作為車速和發(fā)動機轉(zhuǎn)速頻率信號的捕獲輸入引腳。其捕獲的工作原理為：捕獲引腳輸入信號在每個周期的S1P1被采樣，當(dāng)車速頻率信號以上升沿或下降沿出現(xiàn)在捕獲輸入腳時，定時器T2的內(nèi)容復(fù)制到相應(yīng)的捕獲寄存器中并產(chǎn)生一個中斷請求，如果知道上次上升沿或下降沿發(fā)生時定時器T2的內(nèi)容，中斷服務(wù)子程序就可以計算兩次上升沿或下降沿脈沖的時間間隔，取這個時間間隔的倒數(shù)就可以知道車速頻率。因此通過捕獲功能，系統(tǒng)就能實時響應(yīng)車速的變化。2）系統(tǒng)小電流助力不理想。按照系統(tǒng)的設(shè)計思想，但在實驗室調(diào)試中，；在裝車試驗時，零點電流從0A躍變到1A。在實際駕駛的過程中，給駕駛員造成的手感很不好。 原因分析：由于電流傳感器采用的是5毫歐左右的取樣電阻，1A以下的電流在其上的壓降在5毫伏之下；另外系統(tǒng)的工作頻率高達20KHz，因此系統(tǒng)對地線和電源處理要求很高，可能是地線處理還不夠好，引起抗噪聲能力下降，出現(xiàn)了小電流助力不穩(wěn)定現(xiàn)象。改進措施：優(yōu)化地線和電源線。具體改進方法為：為了減少干擾和加強電源，最好布成四層板，最外兩層為信號層，這兩層的信號線盡量垂直分布，一方面可以減少干擾，另一方面可以使布線簡單；中間兩層為電源和地層。模擬電和數(shù)字電分開，以防止數(shù)字電對模擬電的干擾。
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