Тема: Разработка гибридной системы усилителя руля для автомобиля LADA Vesta

Развитие авиации, автоматизация производственных процессов, космических полётов, реактивной техники - всё это потребовало создание быстродействующих приводов, для которых время исполнения команд определяется сотыми и тысячными долями секунды. Существенно расширился диапазон регулирования скорости привода. Увеличивается количество независимо управляемых узлов машин и соответственно расчёт количества деталей, установленных на механизме. К системе управления приводом предъявляются требования максимальной простоты и надёжности при минимальных габаритах. По выше указанным причинам объясняется широкое применение в последние годы шаговых (импульсных) двигателей в самых разных областях техники и в основном там, где задание команды осуществляется в числовой форме или в виде импульсов. Системы привода и автоматы, построенные на основе шаговых электродвигателей, испытывали судьбу дважды - в начале и в середине века. Им только повезло в наше время под покровительством 2-х больших сестёр - электроники и вычислительной техники, которым понадобились электрические машины, понимающие логический язык цифр. Весьма перспективным представляется использование шагового ЭП для систем управления большим количеством механизмов, синхронная работа или ещё более сложное согласование движение которых обусловливается технологическими требованиями. Задача в данном случае сводится к правильному выбору соотношений частот управляющих импульсов, поступающих в блоки управления соответствующих шаговых двигателей. Широкое применение шаговый ЭП нашел в автоматизированных системах как элемент, который наиболее успешно объединен с ЭВМ. К таким системам относится комплексы автоматизации технологических процессов, 3 бытовая аппаратура летательных аппаратов авиации, космической и ракетной техники. Широкое применение шаговые двигатели нашли в принтерах, приводах дисководов, автоматических инструментах, автомобильных приборных панелях и других приложениях, требующих микропроцессорного управления и высокой точности позиционирования. Как известно, такое управление требует высокоточных драйверов и использование специальной логики
Купить

Объектом совершенствования была выбрана рулевая система автомобиля LADA Vesta.
В рулевую систему было предложено установить шаговый двигатель A140K-M599W-G5, так как он имеет допустимый крутящий момент. В отличие от обычных электродвигателей ШД более надежный образец, так как в нем отсутствуют коллекторные щетки. Он прост в подключении и настройке. ШД имеет долгий срок службы. Стоимость шаговых приводов, в среднем в 1,5-2 раза ниже сервоприводов. Шаговый привод, как недорогая альтернатива сервоприводу, наилучшим образом подходит для автоматизации отдельных узлов и систем.
Для шагового двигателя мы подобрали транзисторы выходного каскада MOSFET транзисторы IRF7341. Так как они по максимальному допустимому току подходят для ШД A140K-M599W-G5.
Ключи управляется микроконтроллером PIC18F2520.
Для того чтобы ШД работал правильно, был разработан датчик положения рулевого колеса из прозрачного поликарбоната и поставили туда 2 оптопары Оптрон PC817. Так как он абсолютно невосприимчив и независим от посторонних электромагнитных волн, что не создает дополнительных помех в работе.
Для управления всей этой системой был разработан алгоритм работы электронного блока электромеханического усилителя руля.
Также в технологической части были рассмотрены улучшения конструкций шагового двигателя с реактивным ротором, шагового двигателя цилиндрического исполнения, шагового двигателя торцевого исполнения и шагового двигателя поступательного движения. Лучший из них для данной системы является - шаговый двигатель цилиндрического исполнения.
В разделе спецвопрос было рассмотрено воздействие производственного фактора на организм человека, были предложены мероприятия по разработке безопасных условий труда. Рассмотрено обеспечение электробезопасности на производственном участке.

Купить