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汽车电动助力转向系统的故障诊断与容错控制研究
资料介绍
汽车转向系统的发展经历了从简单的纯机械转向系统、机械液压动力转向系统，到电控液压动力转向系统，直到更为节能、操纵性能更好的电动助力转向(Electric Power Steering System简称EPS)等几个阶段。EPS是汽车动力转向的发展方向，相比较于以往的转向系统有安全、环保、节能、装置灵活、调整简单等优越之处。EPS在国外已经成功应用于很多车型上，目前国内的研究开发还处于发展阶段，近年来一直是国内汽车转向的研究热点，具有广阔的应用前景。 本文论述EPS的特点、工作原理、结构组成；通过对汽车EPS的动力学、运动学和转向系统的负载特性分析，建立了机械转向系统和EPS数学模型，分析了EPS系统机械参数对系统特性的影响；并对EPS的稳定性能进行了分析，对助力特性进行了理论上的分析，探讨了直线型助力特性特征参数的确定方法。 EPS是一个多输入多输出系统，传感器故障会导致控制系统的性能变差，所以要保证系统性能必须使闭环系统具有鲁棒性。在数学模型和助力特性研究基础上，根据汽车运行过程中转向工况，设计了基于完整性的被动容错控制系统。最后，对容错控制算法进行了仿真分析。 基于ARM单片机开发了具有故障诊断功能的EPS系统。系统硬件由电动机驱动电路、代码显示电路、传感器接口、报警灯与离合器驱动电路等组成；系统软件以CodeWarriorIDE调试环境为基础，采用C语言编程技术，包括助力控制程序模块和故障诊断程序模块。通过试验验证了系统功能。
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