基于DSP的電動(dòng)助力轉向系統的設計
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2．2 TMS320LF2407A芯片介紹
該系統的微處理器采用TI公司生產(chǎn)的TMS320LF2407A芯片。它是目前國際市場(chǎng)上較先進(jìn)、功能較強大的16 b定點(diǎn)DSP芯片之一。TMS320LF 2407A是集成CAN通信接口的低成本數字處理器，面向電機的數字控制，運用于汽車(chē)電子領(lǐng)域。它采用高性能靜態(tài)CMOS技術(shù)，具有低功耗和高速度的特點(diǎn)，工作電壓為3．3 V，減少了控制器的功耗，40 MIPS的執行速度，提高了控制器的實(shí)時(shí)控制能力，片內32 KB的FLASH程序存儲器，205 KB的數據／程序RAM，544 B雙口RAM和2 KB的單口RAM，16通道10位A／D轉換器，2組事件管理器：EVA、EVB，每個(gè)包括2個(gè)16 b通用定時(shí)器和8個(gè)16 b的PWM輸出通道，改進(jìn)的哈佛總線(xiàn)結構，支持動(dòng)態(tài)改變鎖相環(huán)的倍頻系數，看門(mén)狗定時(shí)模塊等，系統可靠穩定。同時(shí)該芯片對C語(yǔ)言的高編譯效率，使得軟件的開(kāi)發(fā)周期大大縮短。
2．3 TMS320LF2407A電源電路
本系統選用5 V蓄電池電源，由于TMS320LF2407A芯片的工作電壓為3．3 V，所以必須使用電源轉換芯片。本系統采用TI公司的TPS7333Q電源轉換芯片完成5 V到3．3 V的轉換。該芯片使用PMOS晶體管傳送電流，其柵極由電壓驅動(dòng)，工作電流低且在全負載內不變，具有內部電流限制和過(guò)熱保護的特點(diǎn)，同時(shí)該芯片提供上電復位信號。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/150492.htm
3 控制策略
利用電動(dòng)機轉矩和電流成正比的特性，采用控制電動(dòng)機電樞電流的方法，實(shí)現助力控制。助力控制是在轉向過(guò)程中為減輕方向盤(pán)的操縱力，通過(guò)渦輪蝸桿減速機構把電動(dòng)機轉矩作用在轉向軸上的一種基本控制模式。將方向盤(pán)轉矩傳感器檢測到的轉矩信號和車(chē)速傳感器檢測到的車(chē)速信號輸入到DSP控制器中，根據“扭矩-電動(dòng)機助力目標電流”，確定電動(dòng)機助力的目標電流，輸入到電動(dòng)機，然后將霍爾電流傳感器檢測到的實(shí)際電流和目標電流進(jìn)行比較，利用PID調節器進(jìn)行調節，然后輸出PWM信號到驅動(dòng)電路，進(jìn)行電動(dòng)機助力，電動(dòng)助力轉向系統(EPS)的基本控制過(guò)程如圖4所示。
3．1 電機助力控制算法
控制系統根據駕駛員加在方向盤(pán)上的力矩和當時(shí)的車(chē)速，按照預制助力特性確定電機目標助力電流的大小和方向。助力變化區域中，方向盤(pán)輸入力矩與助力矩按線(xiàn)性規律變化。其函數表達為：
式中：I為電動(dòng)機目標電流；Imax為電動(dòng)機最大工作電流；Td為方向盤(pán)輸入轉矩；k(v)為助力特性曲線(xiàn)的梯度，隨車(chē)速增加而減??；Td0為系統開(kāi)始助力時(shí)的方向盤(pán)輸入力矩；Tdmax為系統提供最大助力時(shí)的方向盤(pán)輸入力矩。
本系統采用直線(xiàn)型助力特性曲線(xiàn)，橫坐標為方向盤(pán)輸入扭矩(單位：N·m)，縱坐標為助力電流Im，其中，Td0=±1 N·m，Tdmax=±7 N·m，Vmax=80 km／h，方向盤(pán)轉矩工作在-10～+10 N·m之間，進(jìn)入-7～+7 N·m后電動(dòng)機電流達到飽和，電動(dòng)機的最大工作電流小于20 A。隨著(zhù)車(chē)速的增加，電機電流減小，助力斜率減小，手感由輕轉重，方向盤(pán)順時(shí)針轉向和逆時(shí)針轉向時(shí)曲線(xiàn)對稱(chēng)。
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