永磁直流電動(dòng)機(jī)的伺服系統(tǒng)-資料下載頁(yè)
2025-06-19 03:18本頁(yè)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(cè)電路 故障檢測(cè)電路圖312 電機(jī)檢測(cè)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(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行故障檢測(cè)，檢查電動(dòng)機(jī)是否出現(xiàn)斷路現(xiàn)象，其檢測(cè)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(shí)H橋+12VA電壓不存在，另外，H橋四個(gè)功率管都處于關(guān)斷狀態(tài)。如電動(dòng)機(jī)沒(méi)有斷路，則+12VB電壓通過(guò)電阻R6R71及5V的穩(wěn)壓管使“電機(jī)檢測(cè)”為高電平；反之，“電機(jī)檢測(cè)”為低電平。當(dāng)繼電器吸合后，不用再檢測(cè)電機(jī)。第四章 系統(tǒng)測(cè)試分析 助力系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果EPS系統(tǒng)助力輸出電流的大小由電機(jī)兩端電壓脈寬調(diào)制（PWM）進(jìn)行調(diào)節(jié)，改變占空比就改變了電機(jī)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?lè)胖迷陔姍C(jī)的任何一端（參考圖312 電機(jī)檢測(cè)電路），現(xiàn)測(cè)得系統(tǒng)在一定車速和一定的方向盤(pán)扭矩下電機(jī)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(jī)開(kāi)通時(shí)加在電機(jī)兩端的12V左右的電壓，電機(jī)關(guān)斷時(shí)由于H橋兩對(duì)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(jī)檢測(cè)電壓。從該波形可以看出電機(jī)開(kāi)通與關(guān)斷時(shí)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(kāi)關(guān)損耗，提高了系統(tǒng)的可靠性。圖41 電機(jī)PWM斬波波形EPS系統(tǒng)助力特性是根據(jù)方向盤(pán)扭矩信號(hào)和車速信號(hào)決定電機(jī)的轉(zhuǎn)向和助力電流的大小，實(shí)驗(yàn)室中對(duì)所設(shè)計(jì)的控制器電機(jī)助力特性進(jìn)行驗(yàn)證。用電位器模擬方向盤(pán)左右各轉(zhuǎn)一圈，改變車速信號(hào)，可以看出電機(jī)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(shí)扭矩傳感器輸出信號(hào)與電機(jī)反饋電流信號(hào)的對(duì)比圖。 (a) 低速時(shí)扭矩信號(hào)與電機(jī)電流信號(hào)對(duì)比圖(b) 中速時(shí)扭矩信號(hào)與電機(jī)電流信號(hào)對(duì)比圖(c) 高速時(shí)扭矩信號(hào)與電機(jī)電流信號(hào)對(duì)比圖圖42 電機(jī)助力特性試驗(yàn)曲線圖中電機(jī)反饋電流信號(hào)是從LM324的引腳“8”取的電壓信號(hào)（參考圖311 電流檢測(cè)電路），此引腳的電壓信號(hào)大小體現(xiàn)了電機(jī)電流大小，電機(jī)電流越大，在取樣電阻R41上的壓降越大，通過(guò)運(yùn)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(diǎn)電壓信號(hào)在電機(jī)轉(zhuǎn)向發(fā)生變化時(shí)始終為正，故示波器沒(méi)有辦法顯示電機(jī)的轉(zhuǎn)向，但不會(huì)影響對(duì)系統(tǒng)電機(jī)助力特性的分析。從圖42(a)、(b)、(c)可以看出，在相同的方向盤(pán)扭矩下，隨著車速的增大，電機(jī)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(wèn)題及改進(jìn)措施控制器在實(shí)驗(yàn)室和裝車試驗(yàn)的過(guò)程碰到如下兩個(gè)問(wèn)題，需要改進(jìn)：1）在實(shí)驗(yàn)室調(diào)試過(guò)程中，把扭矩信號(hào)固定不變，均勻的從小到大調(diào)整車速信號(hào)頻率時(shí)，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(duì)車速的采樣是通過(guò)定時(shí)器T2定時(shí)1秒來(lái)計(jì)數(shù)單片機(jī)外部端口T0的脈沖數(shù)來(lái)得知，這樣在調(diào)整車速信號(hào)頻率時(shí)，系統(tǒng)軟件必須等到1秒鐘后才能檢測(cè)到車速信號(hào)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(jìn)行助力，不可能在不同的助力曲線進(jìn)行助力切換，從而出現(xiàn)系統(tǒng)助力電流滯后現(xiàn)象。改進(jìn)措施：可以采用定時(shí)器T2的捕獲功能解決。 ～、4個(gè)捕獲CT0～CT3復(fù)用，其中扭矩主信號(hào)、扭矩付信號(hào)、扭矩電源電壓、反饋電流占用其中4個(gè)引腳資源，剩下2個(gè)巧好可以作為車速和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速頻率信號(hào)的捕獲輸入引腳。其捕獲的工作原理為：捕獲引腳輸入信號(hào)在每個(gè)周期的S1P1被采樣，當(dāng)車速頻率信號(hào)以上升沿或下降沿出現(xiàn)在捕獲輸入腳時(shí)，定時(shí)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(gè)中斷請(qǐng)求，如果知道上次上升沿或下降沿發(fā)生時(shí)定時(shí)器T2的內(nèi)容，中斷服務(wù)子程序就可以計(jì)算兩次上升沿或下降沿脈沖的時(shí)間間隔，取這個(gè)時(shí)間間隔的倒數(shù)就可以知道車速頻率。因此通過(guò)捕獲功能，系統(tǒng)就能實(shí)時(shí)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(jì)思想，但在實(shí)驗(yàn)室調(diào)試中，；在裝車試驗(yàn)時(shí)，零點(diǎn)電流從0A躍變到1A。在實(shí)際駕駛的過(guò)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(dá)20KHz，因此系統(tǒng)對(duì)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(jìn)措施：優(yōu)化地線和電源線。具體改進(jìn)方法為：為了減少干擾和加強(qiáng)電源，最好布成四層板，最外兩層為信號(hào)層，這兩層的信號(hào)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(jiǎn)單；中間兩層為電源和地層。模擬電和數(shù)字電分開(kāi)，以防止數(shù)字電對(duì)模擬電的干擾。
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