基于单片机的叉车电动助力转向系统的设计与实现

（建东职业技术学院，江苏常州市，213000） 马鸿雁

电动助力转向系统（EPS）是一种直接依靠电机提供辅助扭矩的动力转向系统，系统由电动助力机直接提供转向助力[1]。与传统的液压动力转向系统相比，EPS 系统具有调整简单、装配灵活以及在多种状况下都能提供转向助力的优点，既节省能量，又保护环境，是叉车及汽车等转向系统的发展方向。本文在分析叉车电动助力转向系统工作过程的基础上，采用了PD 控制策略，设计了一种基于STC 单片机的电动助力转向系统，实际使用表明该系统具有良好的助力转向性能。

1 叉车电动助力转向系统的工作过程

当电动叉车方向盘转向时，转向传感器输出方向盘对应转动角度的模拟信号量，此模拟信号量送给电子控制器（ECU），控制器再综合由车速传感器送来的车速信号，并根据相应的控制策略确定一个控制PWM 的目标占空比值，控制电动机的转动方向与转速[2]。电动机的输出转矩通过减速机构等施加给转向输出轴，并经过齿轮齿条等转向机构的作用使车轮偏转一定的角度，从而起到对转向系统的助力作用。

2 系统结构和工作原理

系统主要由STC 单片机、信号采集电路、H 桥电机控制电路和系统保护电路等组成，其结构如图1 所示。控制器采集转矩信号和车速信号并送给STC 单片机。根据已定的控制规则，由系统确定一个目标值和电机转动的方向，并以PWM 调制的方式通过H 桥电路控制电机的运行状态。同时，系统对电机的输出电流进行采样，一方面将采样结果与目标电流相比较，用以对电机进行控制；……