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近年来,随着汽车的普及,人们对汽车操作的轻便性、灵活性、稳定性、安全性等要求越来越高,而这些要求与汽车转向系统性能的好坏有直接的关系。然而传统的动力转向系统存在诸多问题,这时电动助力转向(EPS)系统应运而生,它通过电动机输出力矩作用在转向器上,以此辅助驾驶员完成转向操作。它不仅具备上述人们对汽车驾驶的要求,而且还具有环保、节能等优点,被广泛应用于各类车型上。它在动力转向技术的发展中举足轻重。本文选择永磁同步电机作为电动助力转向系统的助力电机,在此基础上对循环球式电动助力转向系统展开了研究,主要包括:(1)简单介绍了电动助力转向系统的结构组成和工作原理,对永磁同步电机的控制原理展开了分析,确定实行d轴电流为0的电机控制方法。(2)对车辆在原地和车辆正常行驶时的转向阻力矩进行了分析,对目标车型的EPS系统结构进行了简化,在此基础上建立了循环球式电动助力转向系统各部分的动力学数学模型。(3)按照电动助力转向系统的工作要求,对目标车型上使用的的循环球式EPS系统的三种控制模式展开分析。对于助力控制,制定了常规PID助力控制策略和基于遗传算法优化的PID助力控制策略。为应对汽车低速回正时方向盘回不到中位及高速超过中位的状况,制定了回正控制策略。针对汽车高速行驶时路感不佳的问题,制定了电动助力转向系统的阻尼控制策略。(4)在Matlab/Simulink中建立了循环球式EPS系统的仿真模型,完成了对循环球式EPS系统三种控制的仿真。通过分析结果得出,基于遗传算法优化的PID助力控制比常规PID助力控制的目标电流跟随性更好,转向稳定性更高。EPS系统加入回正控制后,无论是在低速转向回正还是在高速转向回正情况下,方向盘总是能快速回到中间位置,系统稳定性也随之增强。在车辆高速行驶时加入阻尼控制,使转向灵敏度下降,提高了驾驶员的路感和行车安全性。(5)以单片机TMS320F28035为核心,开发了EPS控制器样机。为验证控制器样机性能好坏,开发了基于LabVIEW的循环球式EPS系统基础性能试验台,并按照相关试验标准,在循环球式EPS系统基础性能试验台上对控制器样机做了基础性能检测试验,包括输入扭矩/输出扭矩试验、输入扭矩/电机电流特性试验、正向空载转动力矩试验、功能试验,试验结果表明控制器样机符合相关行业标准。