基于DSP的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
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3. 2 電機(jī)電流控制算法
本系統(tǒng)使用的是數(shù)字PID控制器，其算法有位置式控制算法和增量式控制算法兩種。位置式PID控制算法為全量輸出，其產(chǎn)生的控制電動機(jī)的電流易產(chǎn)生方向盤振動，因此采用增量式PID控制算法來進(jìn)行電動機(jī)電流的控制。
增量式PID控制算法表達(dá)式為：
式中：Un為控制量，也是電機(jī)驅(qū)動電路的輸入量；en為電機(jī)目標(biāo)電流和實(shí)際電流之間的差值；kP為比例系數(shù)，kI為積分系數(shù)，kD為微分系數(shù)。
3．3 仿真結(jié)果分析
由于EPS的助力轉(zhuǎn)矩跟電動機(jī)的電流成正比，因此分析系統(tǒng)助力轉(zhuǎn)矩的變化就能得出系統(tǒng)助力電流的變化規(guī)律，從而研究EPS中電動機(jī)助力電流控制的算法。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/150492.htm
圖5是系統(tǒng)在Matlab中PID控制下電動機(jī)輸出的助力轉(zhuǎn)矩對方向盤輸入轉(zhuǎn)矩的階躍響應(yīng)曲線，從中可以很明顯地看出，采用PID控制系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)值需要的時(shí)間短、超調(diào)量小，振蕩次數(shù)少，說明PID控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和響應(yīng)品質(zhì)都比較好。因此，采用PID控制算法能較好地按照控制策略的要求提供轉(zhuǎn)向助力。
4 EPS系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
根據(jù)上述控制方法，設(shè)計(jì)了相應(yīng)控制軟件。DSP上電后要進(jìn)行特殊功能寄存器的初始化，包括定時(shí)器工作方式、A／D采樣方式設(shè)置等。初始化設(shè)置結(jié)束后，開始檢查EPS系統(tǒng)中的電機(jī)、離合器、扭矩傳感器等工作是否正常，如有故障則點(diǎn)亮警示燈進(jìn)行報(bào)警，若一切正常則EPS系統(tǒng)開始正常的電動助力控制，主程序流程如圖6所示。整個程序還包括一些子程序、如系統(tǒng)初始化子程序、定時(shí)器中斷子程序、故障信號檢測子程序、信號采集濾波子程序等。
5 結(jié)論
TMS320LF2407A是一種新型16 bDSP，利用它作為控制核心，簡化了電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的硬件電路的設(shè)計(jì)，有利于控制系統(tǒng)小型化。同時(shí)采用PID控制對電動機(jī)輸出電流進(jìn)行閉環(huán)控制，系統(tǒng)助力跟隨性能好，響應(yīng)速度快，控制精度高。
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