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1、优秀本科毕业设计（论文） 摘 要汽车电动助力转向系统(EPSElectric Powered Steering)是近年来发展起来的一种新型转向系统，该系统是由电子控制单元根据传感器采集到的信号来控制助力电机的运转，从而实现助力转向的功能，EPS除了具备液压动力转向器的转向轻便等优点之外，它还具有转向平稳、节能、环保等一系列特点，因此，EPS取代液压动力转向系统势在必然。当前国内在EPS的研究和产业化方面还比较落后，没有形成具有自主知识产权的EPS产品。因此，开展对EPS的研发上作具有重要的理论和实际意义。本文在分析、总结现有电动助力转向系统基础上，以提高系统运行可靠性与达到更好的助力效果为目标
2、，开发了以STC89C52为微处理器的EPS控制器。硬件上结合单片机的资源，对电路进行了设计，包括外围电路以及单片机最小系统的改进。软件上并结合硬件电路，设计了相应的程序，提高了整个系统运行可靠性。最后,总结论文工作中涉及的一些问题,并给出对未来进行了讨论,形成了未来的研究方向和工作目标。关键词：汽车；电动助力转向；单片机精品优秀毕业设计，助答辩无忧！优秀本科毕业设计（论文）ABSTRACTElectric power steering system(EPS) is a new developing direction of Power steering system in automotiv
3、eThe principle of EPS is the assistant motor works according to the measured torque and vehicle signalsSo that Dower steering can be realizedBesides EPS has the light steering torque like Hydraulic Power Steering (HPS)system，it has many other characteristics such as steering placidly，low energy cons
4、uming，environment protecting and so onTherefore it is a certain tendency that EPS being instead of HPS，But at presentthe R&D of the domestic EPS is behindhandand a11 the EPS used in vehicles has no independent knowledge property rightTherefore it is very important in academic and practical significa
5、nce in R&D of EPSOn basis of summary，analysis of the system，a EPS controller based on STC89C52 Was developed in order to improve the reliability and performance of systemWith MCU hardware combined resources to circuit design, including peripheral circuit and single chip minimize system improvement.
6、Software and hardware circuit, design with the corresponding program and improve the operation of the system reliability. Finally，a summary of works involved in the thesis is given and some problems for the future are discussed，which forms the objectives for future research and worksKey words: Autom
7、obile；Electric Power Steering；MCU 目 录摘要IABSTRACTII第1章 绪论11.1 转向助力系统的国内外研究现状与发展趋势11.2 选题的目的和意义31.3 本课题研究的内容和拟解决的主要问题41.3.1 本课题的主要内容41.3.2 拟解决的主要问题4第2章 EPS系统的组成52.1 EPS工作原理与结构组成52.2 传统液压动力转向系统52.3 电动助力转向系统特点62.4 EPS的类型62.5 助力系统的关键部件72.5.1 助力电机72.5.2 转矩传感器72.5.3 车速传感器82.5.4 电子控制单元92.6 本章小结11第3章 EPS系统的硬
8、件设计123.1 EPS系统硬件电路结构123.2 单片机最小系统电路123.2.1 时钟电路123.2.2 复位133.3 电源电路143.4电动机的驱动153.5 三态缓冲器173.6 电动机的变频调速控制183.7 电动机H桥驱动方式183.8 本章小结19第4章 EPS控制策略和软件设计204.1 EPS系统的控制要求204.1.1 回正控制204.1.2 阻尼控制204.2 转向助力特性曲线的选择214.2.1 助力特性的理论研究214.2.2 助力特性曲线的选择214.3 EPS的软件设计224.3.1 开发环境224.3.2 数字滤波程序设计244.3.3 AD模块254.3.4
9、 电机助力子程序264.3.5 系统主程序274.4 本章小结27第5章 软件下载及系统的试验285.1 STC单片机程序下载器的使用285.2 系统的试验305.3 系统的调试305.4 本章小结30结论32参考文献33致谢34附录A35附录B43附录C46精品优秀毕业设计，助答辩无忧！第1章 绪 论1.1 转向助力系统的国内外研究现状与发展趋势助力转向系统按照提供动力的形式大致可以分为了纯机械式转向系统（Manual Steering，简称MS）、液压式转向系统（Hydraulic Power Steering，简称HPS）、电控液压式转向系统（Electro Hydraulic Powe
10、r Steering，简称EHPS）、电动助力式转向系统（Electric Power Steering，简称EPS）。传统的动力转向系统一般采用液压助力， 上个世纪80年代开始，人们开始研究电子控制式电动助力转向。1988年2月日本的铃木公司开发出了电动助力式转向系统，并装在Cervo车上，随后又配备在Alto车上，摆脱了液压助力转向系统的束缚。本田汽车公司首次将EPS 装备于大批量生产的EPS。此后EPS便雨后春笋般发展起来，并将应用范围扩展到大型轿车和客车方面上。EPS是在EHPS(电控液压助力转向)的基础上发展起来的，其结构简单、零件数量大大减少、可靠性强，它取消大量液压配件，只依靠电
11、动机驱动转向机构，解决了长期以来存在的液压管路泄漏和效率低下的问题。新一代的EPS则不仅在低速和停车时提供助力，而且还能在高速时提高汽车的操纵稳定性。随着电子技术的发展，EPS技术日趋完善，并且其成本大幅度降低，为此其应用范围将越来越大。在国外，EPS已经进入批量生产阶段，并成为汽车零部件高新技术产品。由于技术保密，很难获得控制参数，要想实现技术自主创新，还需国人自己钻研。EPS经过二十多年的发展，技术同趋完善，其应用范围已经从最初的微型轿车向更大型轿车和商用轿车方向发展，如新上市的一汽大众速腾等中型轿车已经安装EPS。本田甚至还在其Acyra NSX赛车上安装了EPS。日本早期的EPS只在低
12、速和停车转向时助力，后来发展的EPS不仅能在低速和停车时助力，还能在高速行驶时提高汽车的操纵稳定性。正是由于这一系列的优点，在世界汽车行业中，EPS的年增长量达130万至150万套，据美国天合(TRW)公司预测，到2010年，全球范围内电动助力转向器的装车率将超过30，因此，电动助力转向技术的发展前景是非常广阔的。这也正是全球各大公司对其青睐的原因。就相关EPS的研究资料所阐述的发展趋势来看，控制信号除了依靠车速与扭矩信号，而且还需要转向角、转向速度、横向加速度等多种信号进行与汽车特性相吻合的综合控制，以获得更好的转向路感。如今国内外对EPS研究有几个比较集中的方面，如：EPS助力控制策略、系
13、统匹配技术及其可靠性的研究。从国内外的研究看今后的研究方向主要集中在EPS助力控制策略和系统匹配技术等方面。汽车转向除了满足轻便和灵敏两个要求外，还要为驾驶者造成一定的路感，随着车速的提高方向盘助力不宜过大，而且还需要满足一定的助力特性。我国在EPS的研究上与国外相比起步较晚，而且由于液压式转向系统即HPS技术比较成熟，结构紧凑，工作安全可靠，价格也比较便宜，所以液压式转向系统即HPS占国内车辆转向系统的主流地位。然而EPS的发展前景的广阔的，如今国内有多所高等院校和科研单位正在进行该项技术的相关研究，并取得的一定进展。我国自主设计的EPS和国外的成熟产品相比，还有一定的差距，很多整车厂装配的
14、电动助力转向系统的核心技术都依靠进口。但是我们正在奋起直追，逐步缩小自主开发的EPS与国外同类产品的技术差距。电动助力转向技术在国内的发展势头良好。2001年，昌河汽车厂开始将电动转向器装在北斗星高档微型箱式车，揭开了我国汽车转向器生产历史上新的第一章，2002年该车型已有6万台配装电动转向器，即电动转向车己占该车型的60了。哈飞汽车厂也开始在新车型上装电动转向器，吉利在其多款轿车上也安装了电动转向器。另外奇瑞QQ轿车、扬子皮卡车厂和很多微型箱式车厂，都准备安装电动转向。这充分说明装配EPS产品的市场和市场潜力是很大的。电动式EPS有许多优点，它比液压式动力转向系统更轻便、紧凑、可靠易于维护保
15、养，同时也取消了油泵、控制阀、油罐、皮带、皮带轮、液压软管及密封件等液压装置，如此诸如漏油的这种对清洁性造成影响的问题便消失了；能满足汽车不同车速时的不同要求，如低速时的轻便性和高速时保持一定的路感以使驾驶员在不同状况下操纵时获得最佳的感受；在无需提供助力时不驱动电机，这样就减少了不必要的能源消耗，提高了经济性；对控制计算机编程，可提供不同程度的动力转向，能兼顾低速时的转向轻便性和高速时的操纵稳定性，回正性好；它能与汽车上其他电气设备相连接，有助于四轮转向的实现，并能促进悬架系统的发展。无助力转向系统的回正作用具有很大的缺陷, 往往会降低汽车行驶稳定性，而EPS恰恰改善了回正特性。通过软件编程可对对不同车况进行调整，这是传统助力系统无法做到的。尽管EPS比传统转向系统拥有种种优势，但是电动助力转向系统仍然存在着一些需要解决和改进的问题：继续改善电机的性能是EPS的发展关键；合理助力特性的确定；合适的控制策略；故障诊断的可靠性，EPS通过采用电机和计算机控制系统，部分操作独立于驾驶员的控制，因此EPS也会比传统转向助力系统有更多的故障模式。汽车转向技术已经进入了电动助力时代，随
