隨著新能源汽車的市場不斷擴大,應(yīng)用于新能源汽車裝配的EMS懸掛輸送系統(tǒng)因其高效、柔性、信息化程度高和可擴展性強的特點,正在得到快速推廣。但是,目前EMS小車的控制系統(tǒng)依然處于被SEW、LJU等國外公司壟斷的局面,國內(nèi)的EMS小車不得不采購價格昂貴、擴展性受限的進口控制系統(tǒng),研發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的、高可靠的、擴展性強的EMS小車智能控制器迫在眉睫。本文根據(jù)EMS懸掛輸送系統(tǒng)的功能需求,設(shè)計研發(fā)了基于STM32F407的EMS嵌入式智能控制器,該控制器具備IO輸入輸出、RS232、RS485、CAN總線、模擬量采集/輸出和以太網(wǎng)通信接口,在PCB設(shè)計時融入了防靜電、防反接和抗干擾的技術(shù),具有硬件性能強和可靠性高的特點。此外,本文還提出了基于運動控制器和安全處理器的EMS安全冗余控制方法。單個控制器運行帶有多任務(wù)看門狗功能的μC/OS實時系統(tǒng),而運動控制器和安全處理器之間具有心跳檢測和數(shù)據(jù)備份的安全冗余功能,安全處理器可以在運動控制器離線后0.4秒響應(yīng)并保存運動控制器離線前的數(shù)據(jù)。這樣不僅使得單個處理器的可靠性大大提高,而且雙控制器的冗余系統(tǒng)又可以縮短故障定位的時間,減小檢修的難度,提高系統(tǒng)...

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
        1.1.1 本文研究背景
        1.1.2 EMS控制系統(tǒng)概述
        1.1.3 新能源汽車裝配用EMS智能控制器研發(fā)的意義
    1.2 EMS控制系統(tǒng)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的課題來源與主要研究內(nèi)容
    1.4 本文的章節(jié)安排
第二章 新能源汽車裝配用EMS智能控制器硬件設(shè)計
    2.1 EMS智能控制器總體設(shè)計
    2.2 主控芯片選型
    2.3 主控芯片外圍電路設(shè)計
        2.3.1 STM32 時鐘配置和片外晶振電路設(shè)計
        2.3.2 STM32 電源設(shè)計
        2.3.3 RS485/RS232 串行通信電路設(shè)計
        2.3.4 CAN總線通信電路設(shè)計
        2.3.5 模擬量采集AD轉(zhuǎn)換電路設(shè)計
        2.3.6 模擬量輸出DA轉(zhuǎn)換電路設(shè)計
        2.3.7 通用IO輸入輸出電路設(shè)計
        2.3.8 以太網(wǎng)模塊電路設(shè)計
        2.3.9 其他電路設(shè)計
    2.4 PCB電路板Layout設(shè)計
        2.4.1 PCB層數(shù)和尺寸設(shè)計
        2.4.2 PCB設(shè)計原則和注意事項
    2.5 本章小結(jié)
第三章 EMS智能控制器控制軟件設(shè)計
    3.1 開發(fā)環(huán)境簡介
    3.2 EMS小車控制系統(tǒng)程序設(shè)計
        3.2.1 控制系統(tǒng)程序框架設(shè)計
        3.2.2 控制系統(tǒng)通信外設(shè)驅(qū)動設(shè)計
        3.2.3 任務(wù)優(yōu)先級分配原則
    3.3 基于實時操作系統(tǒng)μC/OS-II的多任務(wù)看門狗設(shè)計
    3.4 本章小結(jié)
第四章 基于多傳感器融合的EMS多級安全冗余控制方法設(shè)計
    4.1 基于多傳感器融合的EMS多級安全冗余控制方法框架介紹
    4.2 EMS小車控制系統(tǒng)安全冗余原理與數(shù)據(jù)備份
    4.3 基于健康度評估的EMS小車多傳感器數(shù)據(jù)融合決策方法
    4.4 本章小結(jié)
第五章 EMS智能控制器功能試驗測試分析
    5.1 運動控制器運行多任務(wù)實時系統(tǒng)溫升試驗分析
    5.2 基于RS485 總線的Modbus協(xié)議數(shù)據(jù)通信測試分析
    5.3 基于運動控制器和安全處理器的安全冗余系統(tǒng)功能測試分析
    5.4 EMS智能控制器的現(xiàn)場測試應(yīng)用
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 研究展望
參考文獻
致謝
在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文



本文編號：3771451