毕业论文--电动助力转向系统的设计

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1、 毕毕 业业 设设 计计 题目题目 电动助力转向系统的设计电动助力转向系统的设计 第 2 页 共 16 页 目录目录 摘要 3 关键词 3 第一章 概述. 4 1.1 电动助力转向系统的概述. 4 1.2 发展历史. 4 1.3 种类. 4 第二章 电动助力转向系统优缺点 5 2.1 优点. 5 2.2 缺点. 5 第三章 汽车电动助力转向系统的关键技术. 6 第四章 电动助力转向系统控制单元概述. 7 第五章 信号处理电路 8 5.1 角位移信号的处理电路. 8 5.2 逻辑电路. 8 5.3 电动机保护及故障报警电路. 9 第六章 国内外电动助力转向研究现状. 12 第七章 电动助力转向系

2、统的应用发展趋势. 13 总结 14 谢 辞 15 参考文献. 16 . . . . . 装 . . 订 . . 线 . . . . 第 3 页 共 16 页 摘要摘要 本文主要介绍了电动助力转向系统的发展历史，种类，优势优点，产品特 点，工作原理，工作过程以及发展趋势。以转向管柱助力式 EPS 系统为研究对 象，借助现代控制理论、现代设计方法和计算机仿真技术，紧密结合 EPS 产品 开发的关键技术.着重研究转向管柱助力式 EPS 系统的总体设计方案、控制过程 的理论模型与动态性能、泊 PS 系统的控制策略、提高转向跟随性的途径和方 法、分析转向回正控制方法等关健技术问题。主要研究成果如下:

3、(1)在对电动助力转向系统功能需求分析的基础上，提出了转向管柱助力式 EPS 系统的总体设计方案，应用三维 CAD 技术进行了系统的结构设计。通过分析 EPs 转向系统的组成和结构形式，确定了系统总体性能参数。详细分析了 EPS 所 涉及的技术领域以及关键技术问题， 确定了研发 EPS 系统的需要解决技术难点问 题。 (2) 通过对 EPS 系统组成中各部件包括助力电动机、 扭矩传感器和轮齿条传 动轴、方向盘等环节的分析，建立了 EPS 系统的动力学模型，并进一步变换得到 了适合控制的状态方程模型。 汽车电动助力转向系统是现代汽车中比较常规的配置， 是一种直接依靠电机 提供辅助扭矩的动力转向系

4、统。主要是由于它的工作效率高，能量消耗少；系统 内部采用刚性连接，反应灵敏，滞后小，驾驶员的“路感”好；结构简单，质量 小；系统便于集成，整体尺寸减小，省去了油泵和辅助管路，总布置更加方便； 无液压元件，对环境污染少。EPS 将最新的电力电子技术和高性能的电机控制技 术应用于汽车转向系统，能显著改善汽车动态性能和静态性能、提高行驶中驾驶 员的舒适性和安全性、减少环境污染等。因此，该系统一经提出，就受到许多大 汽车公司的重视，并进行开发和研究。 关键词：关键词：电动助力；转向；状态反馈；观测器；转向跟随性 安全性 . . . . . 装 . . 订 . . 线 . . . . 第 4 页 共 1

5、6 页 第一章第一章 概述概述 1.1.1 电动助力转向系统的概述电动助力转向系统的概述 电动助力转向系统（缩写 EPS）是一种直接依靠电机提供辅助扭矩的动力转 向系统，与传统的液压助力转向系统 HPS 相比，EPS 系统具有很多优点。EPS 主 要由扭矩传感器、车速传感器、电动机、减速机构和电子控制单元（ECU）等组 成。 电子控制技术在汽车助力转向系统中的应用， 使汽车的驾驶性能达到令人满 意的程度。 电子控制助力转向系统在低速行驶时可使转向轻便灵活； 当汽车在中、 高速区域转向时，又能保证提供最优的动力放大和稳定的转向手感，从而提高了 高速行驶的操纵稳定性。 1.21.2 发展历史发展历

6、史 汽车的发展历程中，转向系统经历了四个发展阶段：从最初的机械式转向系 统（简称 MS）发展为液压助力转向系统（简称 HPS），然后又出现了电控液压助 力转向系统（简称 EHPS）和电动助力转向系统（简称 EPS）。 1.31.3 种类种类 我们常见的电动助力转向器有管柱式与循环球式。 . . . . . 装 . . 订 . . 线 . . . . 第 5 页 共 16 页 第二章第二章 电动助力转向系统优缺点电动助力转向系统优缺点 2.12.1 优点优点 一、在转向时电机才提供助力，可以显著降低燃油消耗，传统的液压助力转 向系统有发动机带动转向油泵，不管转向或者不转向都要消耗发动机部分动力， 而电动助力转向系统只是在转向时才由电机提供助力，不转向时不消耗能量。因 此，电动助力转向系统可以降低车辆的燃油消耗。与液压助力转向系统对比试验 表明：在不转向时，电动助力转向可以降低燃油消耗 2.5%；在转向时，可以降 低 5.5%。 二、转向助力大小可以通过软件调整，能够兼顾低速时的转向轻便性和高速 时的操纵稳定性，回正性能好。