学号：
常州大学
毕业设计（论文）
（2012届）
题目
学生
学院专业班级
校内指导教师专业技术职务
校外指导老师专业技术职务
二○一二年六月
电动助力转向系统设计
摘要：随着科学技术的进步，人们越来越乐于享受科技带来的美好生活。作为现代生活的一部分，汽车也越来越与人们的生活紧密不分，与此同时，更舒服的驾驶体验，成为新宠。首先就是本文将研究的：电动助力转向系统，它将给我们带来更加轻松方便的驾驶体验。
电动助力转向系统即：EPS 就是英文Electric Power Steering的缩写。电动助力转向系统是汽车转向系统的发展方向。该系统由电动助力电机直接提供转向助力，省去了液压动力转向系统所必需的动力转向油泵、软管、液压油、传送带和装于发动机上的皮带轮，既节省能量，又保护了环境。另外，还具有调整简单、装配灵活以及在多种状况下都能提供转向助力的特点。正是有了这些优点，电动助力转向系统作为一种新的转向技术，将挑战大家都非常熟知的，已具有50多年历史的液压转向系统。
本文分析了汽车电动助力转向系统的基本原理，对构成系统的总体方案和控制方法进行了仿真分析，并利用DSP F2812实现控制系统的全数字化，在此基础上完成了EPS 系统控制器的软、硬件系统的开发，最后又进行了EPS系统模拟台架试验。
由于国外技术壁垒，目前国内研究EPS系统尚处在初级阶段，技术还不是很成熟，需要更多的研发人员投入到这项工作中。所以需要更多人的努力来攻克这个技术难题，早日成熟我国的EPS设备，不再受限于国外设备，从而达到国产化。
关键词：电动助力转向系统控制系统实验控制器软件开发
I
Design of electric power steering system
Abstract：Along with science and technology progress, the people more and more are glad enjoy the happy life which the science and technology brings.As a part of modern life, cars are more and more closely with people living without, at the same time, more comfortable driving experience, become a new favorite. First of all is that this study: electric power steering systems, it will bring us even more easy and convenient driving experience.
The electric power steering system: EPS is the English abbreviation of the electric power steering. The electric power steering system is the development direction of the steering system. The system is provided directly by the electric power motor power steering, eliminating the need for a hydraulic power steering system necessary for the power steering pump, hoses, hydraulic fluids, belts and engine pulley, not only save energy, protect the environment. In addition, a simple adjustment, flexible assembly and can provide the characteristics of the power steering in a variety of conditions. It is precisely because of these advantages, the electric power steering system as a new steering technology, the challenges we are very well known, and has 50 years of history hydraulic steering system.
T his paper analyzes the basic principles of automotive electric power steering system, constitute the system's overall program and controls methodology, simulation analysis, and the use of DSP F2812 all-digital control system, the EPS system controller soft on this basis, The hardware system development, and finally the EPS system simulation bench.
Due to technical barriers to foreign, domestic research on EPS system is still at an early stage, technology is not mature, need more developers to join in such efforts. More efforts are needed to overcome the technical difficulties, early maturing EPS devices in China, is no longer limited to equipment in foreign countries, so as to achieve localization.
Keywords: Electric power steering system Control system Experiment Controller Software development
II
目录
摘要......................................................................................................................................... I 目录......................................................................................................................................... III 1绪论.. (1)
1.1前言 (1)
1.2汽车转向系统的发展 (1)
1.2.1机械液压助力 (1)
1.2.2电子液压助力 (2)
1.2.3电动助力转向系统 (2)
1.3国内外电动助力转向系统的研究现状和发展趋势 (2)
1.3.1 EPS系统的优点 (3)
1.3.2课题研究的意义 (4)
1.3.3课题的研究目标和内容 (4)
1.4EPS系统会遇到的主要问题 (4)
2 电动助力转向系统的硬件设计 (5)
2.1EPS系统结构及其工作原理 (5)
2.2电动助力转向系统的类型 (5)
2.2.1转向柱助力式 (5)
2.2.2小齿轮助力式 (6)
2.2.3齿条助力式 (6)
2.3本系统所用的关键器件 (7)
2.3.1 扭矩传感器 (7)
2.3.2电动机 (8)
2.3.3 车速传感器 (8)
2.3.4电子控制单元（ECU） (8)
2.3.5 电流传感器 (9)
2.3.6控制器的芯片简介 (9)
2.4本系统控制器的组成 (10)
2.5EPS控制系统硬件电路设计 (10)
2.5.1 DSP F2812 AD模数转换电路设计 (10)
2.5.2DSP F2812 PWM输出电路设计 (11)
2.5.3模拟信号滤波电路设计 (11)
2.5.4 电动机反馈电流信号输入电路设计 (11)
2.5.5车速信号捕获电路设计 (12)
2.5.6电动机正反转判定电路设计 (13)
III
2.5.7电机驱动电路设计 (13)
2.5.8 电机电流采样电路设计 (14)
2.6ECU总体架构 (15)
3电动助力转向系统的控制策略分析 (17)
3.1转向驱动力矩与助力矩关系 (17)
3.2EPS典型助力曲线 (17)
3.2.1 直线型助力算法 (18)
3.2.2 折线型助力算法 (18)
3.2.3 曲线型助力算法 (18)
3.3转向系统受力分析 (19)
4对电动助力转向系统的建模及仿真 (21)
4.1EPS系统的动力学模型 (21)
4.1.1 建立转向系统动力学模型 (21)
4.1.2 建立系统状态空间模型 (22)
4.2EPS系统稳定性分析 (23)
5转向系统的软件设计 (25)
5.1主程序模块设计 (25)
5.2主程序初始化模块 (26)
5.2.1 I/O口初始化 (26)
5.2.2 A/D初始化 (27)
5.2.3 PWM初始化 (28)
5.3信号采集模块设计 (28)
5.3.1 扭矩和电流信号采集设计 (28)
5.3.2车速信号采集设计 (29)
6电动助力转向系统的台架试验及结果分析 (31)
6.1EPS系统试验台架简介 (31)
6.2EPS系统试验台的组成 (31)
6.3汽车EPS性能试验台测控系统 (32)
6.4试验结果分析 (33)
7．结论 (37)
参考文献 (39)
致谢 (39)
IV
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1绪论
1.1前言
随着世界经济的不断发展，人们的生活水平也不断提高。而作为人类智慧的结晶——汽车，其以快速方便的特点，成为现代人的重要交通工具，无论工业还是农业或者是日常生活，越来越离不开汽车的身影，它以绝对的数量普及于世界各地。人们为了追求更有质量的生活，对汽车这样的代步工具也越来越考虑其配置和舒适度。例如按摩真皮座椅、倒车影像、无钥匙启动、自动空调、电动助力转向方向盘等，这些都给追求舒适的车主带来了无限的驾驶乐趣。其中电动助力转向方向盘是我们要研究的课题。
之所以研究这个，是因为国内越来越多汽车厂商在方向盘上做出了创新和改进，并且有些采用了先进的电动助力转向器。虽然目前大部分依然采用机械转向或液压助力转向，但是这是一个不凡的进步，是一种发展趋势，今后大部分微型车和轿车都将采用电动助力转向系统的方向盘。
电动助力转向系统就是英文（Electric Power Steering），其缩写：EPS。
面对如此广阔的国内市场空间，国产设备无能为力，完全是国外产品一统天下，主要原因是电动助力转向系统（EPS）的核心技术形成了国外产品的技术壁垒，因此国内的研究进展缓慢。在国内电动助力转向系统的研究才刚刚起步，技术标准、研究策略、实验验证等工作还很不成熟，所以更需要我们努力攻克这个技术难题，早日成熟我国的EPS设备，不再受限于国外设备。
1.2汽车转向系统的发展
1.2.1机械液压助力
机械液压助力是我们最常见的一种助力方式，它诞生于1902年，由英国人Frederick W. Lanchester发明，而最早的商品化应用则推迟到了半个世纪之后，1951年克莱斯勒把成熟的液压转向助力系统应用在了Imperial车系上。由于技术成熟可靠，而且成本低廉，得以被广泛普及。
图1.1机械液压助力器
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1.2.2电子液压助力
由于机械液压助力需要大幅消耗发动机动力，所以人们在机械液压助力的基础上进行改进，开发出了更节省能耗的电子液压助力转向系统。这套系统的转向油泵不再由发动机直接驱动，而是由电动机来驱动，并且在之前的基础上加装了电控系统，使得转向辅助力的大小不光与转向角度有关，还与车速相关。机械结构上增加了液压反应装置和液流分配阀，新增的电控系统包括车速传感器、电磁阀、转向ECU等，如下图所示。
图1.2 电子液压助力器
1.2.3电动助力转向系统
EPS就是英文Electric Power Steering的缩写，即电动助力转向系统。电动助力转向系统是汽车转向系统的发展方向。该系统由电动助力电机直接提供转向助力，省去了液压动力转向系统所必需的动力转向油泵、软管、液压油、传送带和装于发动机上的皮带轮，既节省能量，又保护了环境。另外，还具有调整简单、装配灵活以及在多种状况下都能提供转向助力的特点。正是有了这些优点，电动助力转向系统作为一种新的转向技术，将挑战大家都非常熟知的、已具有50多年历史的液压转向系统。
1.3国内外电动助力转向系统的研究现状和发展趋势
自1953年美国通用汽车公司在别克轿车上使用液压动力转向系统以来，HPS给汽车带来了巨大的变化，几十年来的技术革新使液压动力转向技术发展异常迅速，出现了电控式液压助力转向系统(Electric Hydraulic Power Steering，简称EHPS)。1988年2月日本铃木公司首先在其Cerro车上装备EPSTM，随后又应用在Alto汽车上；1993年本田汽车公司在爱克NSX跑车上装备EPS并取得了良好的市场效果[4]；1999年奔驰和西门子公司开始投巨资开发EPS。上世纪九十年代初期，日本铃本、本田，三菱、美国Delphi汽车公司、德国ZF等公司相继推出了自己的EPS，TRW公司继推出 EHPS后也迅速推出了技术上比较成熟的带传动 EPS和转向柱助力式EPSTM，并装配在Ford Fiesta和Mazda 323F。
国内在EPS的研究和产品研发方面起步较晚。2000年，我国财政部、科技部和国家
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税务总局联合公布，将EPS列为汽车零部件“高新技术产品"之一。此后清华大学、天津大学、北京理工大学等十几所高校也相继参与到EPS的研究中来，2001年国内的昌河汽车厂率先开始将电动转向器装在北斗星高档微型箱式车上，我国汽车电动助力转向器应用由此拉开序幕。合肥工业大学，北京交通大学等院校也对EPS系统进行了相关研究。而在我国的EPS市场上，早期应用的EPS是靠外资企业进口的，之后国内企业也开始研发，涌现了一些我国的企业。在随着的发展中，国内EPS系统市场已经初具规模。EPS 和之前技术成熟的液压转向系统相比，已经在市场上有一定的市场份额。。
从国内外的研究来看，EPS今后的研究主要集中在以下几个方面：
(1)EPS助力控制策略。助力控制是在转向过程中为减轻转向盘的操纵力，通过减速机构把助力电机的力矩作用到机械转向系上的一种基本控制模式[5]。助力控制策略的主要目的是根据转向助力特性曲线确定助力电动机的助力大小，辅助驾驶员实现汽车转向。控制策略是EPS研究的重点。
(2)系统匹配技术。助力特性的匹配、电机及减速机构的匹配、传感器的匹配以及EPS系统与其它子系统进行匹配，是使整车性能达到最优的关键。
(3)可靠性。转向系统是驾乘人员的“生命线”之一，必须保证高度可靠性。EPS除了应有良好的硬件保证外，还需要良好的软件做支撑，因此对EPS的可靠性提出了很高的要求。
在国外，EPS已进入批量生产阶段，并成为汽车零部件高新技术产品，而我国动力转向系统目前绝大部分采用机械转向或液压助力转向，EPS的研究开发处于起步阶段，需要努力去研究。
1.3.1 EPS系统的优点
1．助力大小随车速可变[6]。为获得稳定行驶，提供最佳转向手感，ECU还会根据车速来修正助力大小，达到车速越高，助力越小，抑制高速“发飘”。目前，仅高档车和部分中档车型装配的新一代电子控制液压助力系统才具备这样的特性。
2．比安装传统液压助力转向系统节油3%~5%[5]。由于EPS只有在需要转向的时候才启动电机，提供助力，而且在达到一定车速时，提供的助力往往较小，因此相当节能。而传统的液压助力转向系统的油泵始终由发动机带动，无论转弯或是直线行驶，都在白白消耗能量，造成能源浪费[7]。由于EPS节能的特点，对动力性而言，同样一部轿车安装EPS会比安装液压助力体现出更加强劲的动力。
3．结构简单，安装方便，系统免维护。EPS具有管柱、下轴、ECU和线束4个简单部件，没有油管、油泵[8]、皮带、液压油等复杂结构，因此装配十分便捷，系统维修维护也很方便。
4．协助驾驶员抵抗来自路面的不良冲击，比如高速行驶发生爆胎，控制器会识别这样的恶性冲击，通过施加与冲击方向相反的助力来适当抵消，稳定行驶。
5．没有油泵，噪音小，即使在提供最大助力时，在驾驶室内也几乎听不到因转向而产生的噪音。
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6．驾驶安全，无隐患。EPS只是在原有的机械管柱上附加了助力电机，电机输出端带有离合器，出现电气故障时，助力消失，系统恢复到原有的机械转向状态，最大限度的保证行车安全[9]。
1.3.2课题研究的意义
在我国汽车日益成为人们日常生活的一部分，汽车的保有量也在不断提升。在汽车数量的增加同时，人们也越来越注重汽车的配置和舒适度。在国内很多的汽车都在方向盘上做出了创新和改进，并且有些采用先进的电动助力转向器。虽然目前绝大部分采用机械转向或液压助力转向，但是这是一个不凡的进步。按照这样的发展趋势，今后大部分微型车和轿车都将采用电动助力转向器，我国的电动助力转向技术有待发展和完善。但目前EPS完全是国外产品一统天下，主要原因是EPS的核心技术形成了国外产品的技术壁垒，因此国内的研究进展缓慢。在国内电动助力转向系统的研究才刚刚起步，技术标准、研究策略、实验验证等工作还很不成熟，对于我国来说，由于在这方面和国外的差距很大，所以在今后相当长的一段时间内，仍须集中精力解决好传感器、电动机和电子控制器ECU等方面的研究开发工作。为了缩短差距，为了振兴汽车工业，寻求更大的发展空间，对电动助力转向系统的深入研究不仅意义重大，而且迫在眉睫。
1.3.3课题的研究目标和内容
研究目标：设计一个电动助力转向系统
本文主要是关于电动助力转向系统（EPS）控制策略的研究，主要包括以下几方面的内容。
研究内容：
1.通过查阅和分析国内外电动助力转向系统的相关文献资料，对电动助力转向系统的工作原理和控制策略进行研究和分析。
2.设计电动动助力转向系统电子控制单元，详细介绍ECU及各部分工作原理。
3.根据无电动助力转向系统的汽车的转向阻力矩、车速和转角的关系，以及阻力矩和驾驶员理想的方向盘力矩的关系，设计出理想的助力特性曲线。
4.对己有的EPS系统控制策略和算法进行研究和改进。
5.根据电动助力转向系统的控制策略及控制算法，编写主监控程序和控制程序。设计了电机电枢电流控制方法，运用PWM控制技术来实现；对电机的控制策略进行研究。
6.电动助力转向试验台的方案研究。分析电动助力转向系统试验台搭建的必要性，提出试验台的基本功能，对试验台的总体结构、工作原理进行设计，并着重设计了试验台的数据采集系统。
1.4 EPS系统会遇到的主要问题
解决的关键问题：根据动助力转向系统的要求，设计出合理的控制算法，以及建模仿真，设计出理想的助力特性曲线。
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2 电动助力转向系统的硬件设计
2.1 EPS系统结构及其工作原理
电动助力转向系统是利用电动机产生的动力来帮助驾驶员进行转向操作，系统主要由三大部分构成，信号传感装置(包括扭矩传感器和车速传感器)，转向助力机构(电机)及电子控制装置。
图2.1电动助力转向系统的结构图
当汽车点火开关闭合时，EPS系统便开始工作，当方向盘转动时，位于转向轴上的扭矩传感器把测得方向盘上的角位移和方向递给ECU，ECU根据这两个信号并结合车速等信息，控制电机产生相应的助力，实现在全速范围内最佳控制：在低速行驶时，减轻转向力，保证汽车转向灵活、轻便，在高速行驶时，适当控制反作用力，保证转向盘操作稳重、可靠。
2.2电动助力转向系统的类型
2.2.1转向柱助力式
转向柱式EPS系统的电动机、减速器直接与转向柱相连。它可安装在转向柱的任意合适位置，一般提供蜗轮蜗杆机构来实现减速和变向．工作环境好，电机的输出力矩比较小，是一种目前常见的助力形式。由于各部件相对独立，因此维修方便。设计时也有很大的灵活性。但是电机输出力矩的波动容易传递到方向盘上，如果电动机的安装位置和驾驶员的乘坐位置很近的话，必须考虑对电动机噪声的抑制。
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图2.2转向柱助力式
2.2.2小齿轮助力式
这也是目前较为常见的助力形式，此时电动机、减速器直接与转向小齿轮相连。它具有转向柱助力式EPS的全部优点，并且还可以在现有的机械转向器上直接设计，而不用改变转向柱的结构。如图2.3。
图2.3 小齿轮助力式
2.2.3齿条助力式
电动机的电枢通过传动机构与齿条直接相连，传动机构将电枢的转动变为平动从而实现助力．作为最初应用的EPS，这种助力形式的优点是紧凑，不受安装位置的限制，可以提供较大的助力力矩，电机的力矩波动不易传递到方向盘上．缺点是结构复杂，价格昂贵，工作环境差，要求密封好，要求电动机的输出力矩比较大，并且一旦某一部件出现故障，必须拆下整个转向齿条部件，因此维修不方便。如图2.4。
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图2.4齿条助力式
本文采用小齿轮助力式电动助力转向系统，因为该系统方便可靠，能够更好的完成实验工作，并且有其他转向系统的优点，很适合本文需要的转向系统的设计。
2.3 本系统所用的关键器件
2.3.1 扭矩传感器
扭矩传感器的功能是测量驾驶员作用在转向盘上的力矩大小与方向。本文采用电位计式扭矩传感器，如图2.5。
图2.5 扭矩传感器的实拍图
本文中对于扭矩传感器的信号操作步骤如下：
它输出两个彼此独立的电压信号：主信号和副信号，控制单元用副信号来检查主信号是否正确。本文中扭矩传感器接入单片机对应的输入引脚，并利用扭杆联结的输入、输出轴间的相对位移的原理，使电位表产生位移从而判断方向，如图2.6。
扭杆式扭矩传感器主要由扭杆弹簧、转角-位移变换器、电位计组成。当转动方向盘的时候，扭矩被传递到扭力杆，输入轴相对于输出轴方向出现偏差。该偏差是滑块出现移动，这些轴方向的移动转化为电位计的杠杆旋转角度，滑动触点在电阻线上的移动使电位计的电阻值随之变化，电阻的变化通过电位计转化为电压。这样扭矩信号就转化为了电压信号。
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图2.6 扭矩传感器的输出特性
扭矩信号采集过程：
首先采用误差较小的放大器对传感器电压信号的幅值进行高精度调整，然后信号通过低通滤波器滤波后，输出到DSP的A/D进行模块转换，然后输入DSP，就此完成一个信号输入处理。接下来单片机DSP处理完，输出PWM波，最后驱动电路把信号输给直流电机，直流电机根据信号输出电路输出的大小和方向进行转动，完成一个信号从输入到输出的流程。
2.3.2电动机
电动机的功能是根据电子控制单元的指令输出适宜的辅助扭矩，是EPS的动力源，电机对EPS的性能有很大影响，是EPS的关键部件之一．在电动机设计时不仅要求低转速大扭矩、波动小、转动惯量小、尺寸小、质量轻，而且要求可靠性高、易控制，还应考虑如何提高路感、降低噪音和振动，本文采用的是永磁直流电动机。
本文采用的永磁直流电动机工作流程主要是：输入的信号经过滤波，然后A/D转换后输入到DSP进行信号处理，处理完输出PWM波，驱动电路把信号输给直流电机，直流电机根据正反转和信号输出的电路大小进行转动。
2.3.3 车速传感器
车速传感器用于检测车轮转速的大小，并把其转变为电信号送入电子控制单元。通常采的车速传感器有两种：无源感应式车速传感器和有源车速传感器。由于有源转速传感器所具有众多优点和进一步开发的潜力，所以本文选取有源转速传感器作为车速传感器。
本文中的车速传感器的工作流程：控制单元接收车速传感器检测到的车速信号，然后根据车速传感器和扭矩传感器的信号，通过算法，决定电动机的旋转方向和助力扭矩的大小，同时电流传感器检测电路的电流，对驱动电路实施监控，最后由驱动电路驱动电动机工作，实施助力转向。
2.3.4电子控制单元（ECU）
电控单元是电动助力转向系统的大脑，它根据转矩传感器、车速传感器输入的信号，经过一定的分析和计算后，控制电动机输出助力矩。电控单元有安全保护和自诊断功能，它可以通过采集的电机电流、发动机工况、发动机电压等信号判断系统是否处于正常工
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作状态，如果发现异常，ECU将停止助力的提供。ECU模块，是整个EPS的核心部件．当系统工作时，ECU负责各种传感器信号的采集和条理作用，并将这些信号送到DSP芯片进行处理．DSP的程序中包括状态观测和反馈控制两个部分。DSP的最终控制命令将通过控制功率转换单元(H桥)控制蓄电池的供出电流为助力电机提供能量电动助力转向系统的ECU控制芯片可以是8位单片机或者16位单片机，也可以采用数字信号处理器(简称DSP，Digital Signal Processing的缩写)作为控制单元。随着对EPS系统控制策略的不断研究，控制算法越来越复杂，对处理器的运算速度、抗干扰能力的要求也越来越高，DSP不但运算能力强，而且还将专用电机驱动电路集成[7]。
根据反复选择，本文最终采用了较为优越的DSP作为控制芯片，来处理和实现所需要的各种算法功能。
2.3.5 电流传感器
实验系统中我们用的是北京莱姆电子有限公司推出的LA25-NP型闭环磁补偿式霍
尔电流传感器。该产品为闭环霍尔电流传感器，是用霍尔器件作为核心敏感元件，用于隔离检测电流的模块化产品，其工作原理是霍尔磁平衡式的(或称霍尔磁补偿式、霍尔零磁通式)。
2.3.6控制器的芯片简介
介绍本文ECU控制系统采用的DSP芯片。在电机控制领域中，已有专用于电机控
制的DSP芯片，其中TI公司推出的IMS320F28x系列是其中最有代表性的产品之一。既
具有数字信号处理能力，又具有强大的事件管理能力和嵌入式控制功能，特别适用于
有大批量数据处理的测控场合，如工业自动化控制、电力电子技术应用、智能化仪器
仪表及电机、马达伺服控制系统等。其中，面向开发和小规模生产设计的型号
TMS320F2812 DSP芯片符合设计需要，因此在本文设计中选用该器件作为控制核心。
TMS320F281x系列DSP(数字信号处理器)是TI公司最新推出的数字信号处理器，该系列处理器是基于TMS320C2xx内核的定点数字信号处理器。器件上集成了多种先进的外设，为电机及其他运动控制领域应用的实现提供了良好的平台。结合本设计所用到TMS320F2812的功能介绍，以下列出了DSP F2812的部分特点。
1)TMS320F281x系列DSP采用高性能的静态CMOS技术；主频达150MHz(时钟周期6．67ns)；低功耗设计；Flash编程电压为3．3V。
2)高性能32位CPU：16x16位和32x32位的乘法累加操作；16x16位的双乘法累加器；哈佛总线结构；快速中断响应和处理能力；最高达4MB的程序数据寻址空间；高效的代码转换功能(支持C／C++和汇编)
3)片上存储器：最多达128Kxl6位的Flash存储器；最多达128Kxl6位的ROM：
4)引导(BOOT)ROM：带有软件启动模式；数学运算表。
5)时钟和系统控制：支持动态改变锁相环的倍频系数：看门狗定时模块。
6)EV电机控制外设：不对称、对称或四个空间矢量PWM波形发生器；死区产生和配置单元；外部可屏蔽功率或驱动保护中断；三个完全比较单元；三个捕捉单元，捕捉
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外部事件；同步模数转换单元。
7)12位模数转换模块：流水线最快转换周期为60ns ，单通道最快转换周期为200ns ； 2.4 本系统控制器的组成
EPS 系统控制器硬件结构如图2.7所示，该控制器电路主要由信号输入电路、DSP 芯片运算控制电路、电动机驱动电路、继电器驱动电路和报警灯驱动电路等组成。该控制器的控制过程如下：首先F2812 DSP 芯片根据ADC 模块检测出转矩传感器的扭矩信号和来自CAN 总线的车速信号，计算出电动机的目标电流，同时通过电流传感器把电机的实际电流反馈到F2812 DSP 控制器中，通过控制算法进行相应补偿控制，输出一定占空比的PWM 信号；然后，再经过电机驱动电路进行功率放大来驱动电机，提供系统所需的转向助力。功率驱动保护电路向监测电机驱动异常的监视程序报告信息，如果发现有异常情况DSP 控制器首先屏蔽PWM 信号输出，同时通过报警灯驱动电路发出警报，并断开电机及离合器的继电器。
图2.7电动助力转向系统（EPS ）硬件结构
2.5 EPS 控制系统硬件电路设计 2.5.1 DSP F2812 AD 模数转换电路设计
由于输入的扭矩及电流信号为模拟信号，故需要AD 模块进行模数转换。DSP F2812 AD 模块是一个12位带流水线的模数转换器(AD)，具有16路采样通道，80ns 转换时间，采样量程为0～3V 。
TMS320F2812
PWM 输出 驱动电路 电动机
转矩信号 电机电流信号 放大 滤波
电路 车速信号 AD 模块 EV A