电动助力自行车动力辅助系统设计

发布时间：2024-03-25 21:39

　　近年来人们越来越重视安全出行、环保出行,对电动自行车的使用也越来越多。传统的纯电动自行车的车速是通过手把进行调速,调速系统基于开环控制,安全性和舒适性都存在不足,而电动助力自行车是通过动力辅助系统检测骑行时的脚踏力大小,来控制助力电机的输出,从而实现助力电机对骑行状态的智能助力。动力辅助系统作为助力自行车的核心,是研究助力自行车的关键,动力辅助系统主要包括力矩传感器系统和助力电机控制系统。常见的力矩传感器的设计方案有转矩位移转换、应变片检测法以及使用逆磁致伸缩效应等。助力电机控制系统的设计包括对主控制电路的设计以及电机控制算法的实现。本文主要内容如下:(1)在力矩传感器设计方面,首先对国内外市场上几种力矩传感器进行研究和对比,提出一种基于应变片检测的曲柄力矩传感器系统设计方案,然后设计了曲柄轴的力学模型和新型曲柄轴机械结构,最后完成了力矩传感器电路的设计。曲柄力矩传感器主要由电阻应变片全桥、AD623仪表放大器以及曲柄机械结构等部分组成。为了提高曲柄力矩传感器信号的精度和稳定性,使用卡尔曼滤波对采集的力矩信号进行滤波处理。(2)在助力电机控制系统设计方面,首先完成了主控电路、电机驱动电...

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.2逆磁致伸缩效应原理图

也都大同小异。因此各个助力自行车厂商都拥有一套属于自己专国内与国外厂家实现力矩传感器的方法主要有一下几种：转矩位致效应方法，转矩磁阻转换方法，应变片全桥方法[20]。因为力矩度，线性以及实时性方面都比速度方案优越，所以本次研究将使助力反馈方案。以下将对力矩传感器的几种实现方案逐一....

图1.3Thun公司研发的中轴力矩传感器

杭州电子科技大学硕士学位论文场上普遍使用此类型力矩传感器，在90年这种类型力矩传感器，然后将力矩传感器助系统系统中[20]。在欧洲，Bosch公司研由FAG公司研发的，该公司研发的力矩传推出一套与其他公司完全不一样的解决经集成力矩传感器。Thun公司研发的力矩成工艺要....

图1.4转矩矩位移传感器实物图

图1.3Thun公司研发的中轴力矩传感器位移转换方法移转换方案原理也比较简单，当力矩作用在受力轴件上，受伸，拉伸的弹簧将产生位移信号，且力矩大小与产生位移信移信号的大小就可以测得作用在受力轴件上的力矩大小。这复杂，轴件的牙盘中通常了内置霍尔传感器和弹簧。当轴件内部弹簧保持原....

图1.5电阻应变片粘贴原理图

这种方法的技术要求比接触式方法的技术要求要高很多，但是这种方法的稳定性比较强，因此对非接触方法的研究也是当前的一个研究热点。电阻应变片粘贴在轴件上的原理图如图1.5所示，对轴件进行受力分析，当应变片黏贴角度成45度，电阻应变片中金属丝的受力将达到最大[26]-[27]。电阻应变片....

本文编号：3938880