本文關(guān)鍵詞：基于CAN總線的純電動客車電機及整車控制器研究

  更多相關(guān)文章： CAN總線 VCU 直接轉(zhuǎn)矩控制 μC/OS-Ⅱ 限幅滑動中值濾波

【摘要】：當今,由傳統(tǒng)汽車引發(fā)的能源問題和環(huán)境污染日益嚴重,各國都積極地尋求解決方案,而純電動客車正是有效方案之一。基于CAN總線的電機控制器(MCU)與整車控制器(VCU)是純電動客車發(fā)展中的關(guān)鍵技術(shù),也是推廣中的技術(shù)難點。因此,亟需對MCU與VCU進行深入的研究。通過對當前的MCU與VCU研究現(xiàn)狀進行分析,本文針對某城市客車完成了系統(tǒng)方案設(shè)計,包括參數(shù)匹配和控制策略制定。對動力源和電機進行了參數(shù)匹配,同時從底層、整車工作模式和CAN網(wǎng)絡(luò)的角度對整車控制策略進行了設(shè)計,并利用模糊控制方法將行車模式劃分為經(jīng)濟型、常規(guī)型和動力型,由此提升整車運行的經(jīng)濟性和動力性。為深入研究基于直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC)的電機及其驅(qū)動整車的性能,通過數(shù)學(xué)模型在Simulink軟件上建立了簡化的異步電機——整車動力學(xué)模型。由于簡化模型沒有考慮非線性因素對驅(qū)動過程的影響,故基于匹配參數(shù)和整車參數(shù)在ADVISOR軟件上搭建了仿真平臺,以驗證整車的性能。根據(jù)設(shè)計的系統(tǒng)方案,本文選取了Freescale公司的MC9S08DZ60為MCU微控制器,MCU的軟件設(shè)計主要分為系統(tǒng)初始化、轉(zhuǎn)速采集和PWM波輸出,完成了MCU節(jié)點的功能需求。VCU硬件選取NXP公司基于ARM內(nèi)核的LPC1768為核心控制器,為增強軟件的可擴展性,軟件設(shè)計基于μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)。在主程序的控制思想下,本文設(shè)計了CAN程序、信號采集程序和任務(wù)函數(shù)選擇程序。其中,通過比較多種濾波算法的性能,提出了一種限幅滑動中值濾波算法。對異步電機——整車動力學(xué)模型進行仿真,驗證了所設(shè)計的DTC的控制性能,和DTC控制電機驅(qū)動整車的可行性。ADVISOR仿真試驗表明匹配參數(shù)較為正確,具有合理性和可行性,基本滿足了擬定的初步指標。限幅滑動中值濾波算法性能測試結(jié)果較好,其窗口大小確定為5。最后系統(tǒng)實物模型試驗,結(jié)果表明CAN網(wǎng)絡(luò)通信正常,軟件功能可靠,具有較好的效果,基本完成了預(yù)期的研發(fā)目標。
【關(guān)鍵詞】：CAN總線 VCU 直接轉(zhuǎn)矩控制 μC/OS-Ⅱ 限幅滑動中值濾波
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U463.6;U469.72
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-9
• 1 緒論9-17
• 1.1 課題的背景和研究意義9-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 電動汽車用電機概述11-13
• 1.2.2 整車控制器國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3 研究的主要內(nèi)容和文章結(jié)構(gòu)安排15-17
• 2 整車系統(tǒng)方案設(shè)計17-35
• 2.1 電動汽車的結(jié)構(gòu)形式17-18
• 2.2 動力源參數(shù)匹配18-22
• 2.2.1 動力源功率匹配基本原則18-19
• 2.2.2 動力源功率匹配計算19-21
• 2.2.3 電池參數(shù)匹配21-22
• 2.3 電機參數(shù)匹配22-24
• 2.3.1 電機功率匹配22-23
• 2.3.2 電機轉(zhuǎn)速匹配23-24
• 2.4 整車控制策略24-34
• 2.4.1 底層子部件控制策略24-27
• 2.4.2 整車工作模式選擇策略27-29
• 2.4.3 行車模式的劃分29-31
• 2.4.4 CAN網(wǎng)絡(luò)31-34
• 2.5 本章小結(jié)34-35
• 3 異步電機——整車仿真模型35-53
• 3.1 直接轉(zhuǎn)矩控制基本原理35-40
• 3.1.1 定子電壓矢量的控制作用35-36
• 3.1.2 逆變器數(shù)學(xué)模型與電壓空間矢量36-39
• 3.1.3 數(shù)學(xué)模型與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)39-40
• 3.2 異步電機直接轉(zhuǎn)矩控制模型40-46
• 3.2.1 磁鏈估計與轉(zhuǎn)矩計算41-42
• 3.2.2 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器與轉(zhuǎn)矩極性判斷42
• 3.2.3 扇區(qū)與磁鏈和轉(zhuǎn)矩滯環(huán)比較器42-43
• 3.2.4 電壓矢量表43-45
• 3.2.5 異步電機直接轉(zhuǎn)矩控制模型45-46
• 3.3 異步電機——整車仿真模型46-51
• 3.3.1 行車模式識別模型46-47
• 3.3.2 整車行駛動力學(xué)模型47-49
• 3.3.3 異步電機——整車仿真模型49-51
• 3.4 本章小結(jié)51-53
• 4 電機控制器及整車控制器軟硬件設(shè)計53-73
• 4.1 VCU功能要求與系統(tǒng)方案設(shè)計53-54
• 4.2 電機控制器軟硬件設(shè)計54-59
• 4.2.1 電機控制器硬件設(shè)計54-56
• 4.2.2 電機控制器軟件設(shè)計56-59
• 4.3 整車控制器硬件設(shè)計59-63
• 4.3.1 單片機選型及其最小系統(tǒng)59-61
• 4.3.2 電源模塊61
• 4.3.3 開關(guān)量模塊61-62
• 4.3.4 JATG模塊62-63
• 4.4 整車控制器軟件設(shè)計63-72
• 4.4.1 μC/OS-Ⅱ移植63-65
• 4.4.2 CAN程序設(shè)計65-67
• 4.4.3 踏板信號采集程序67-69
• 4.4.4 車速濾波算法設(shè)計69-70
• 4.4.5 任務(wù)選擇70-71
• 4.4.6 主程序設(shè)計71-72
• 4.5 本章小結(jié)72-73
• 5 仿真分析和試驗測試73-85
• 5.1 模型的仿真分析73-78
• 5.1.1 基于DTC的異步電機仿真73-75
• 5.1.2 異步電機——整車模型75-78
• 5.2 實物試驗78-83
• 5.2.1 限幅滑動中值濾波算法78-80
• 5.2.2 電機及整車控制器測試80-83
• 5.3 本章小結(jié)83-85
• 6 總結(jié)與展望85-87
• 6.1 全文總結(jié)85
• 6.2 工作展望85-87
• 致謝87-89
• 參考文獻89-93
• 附錄93
• A. 作者在攻讀碩士學(xué)位期間的競賽和專利93
• B. 作者在攻讀碩士學(xué)位期間參加的的科研項目93

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 ;我國電機驅(qū)動系統(tǒng)測試評價基地建設(shè)取得新進展[J];電氣技術(shù);2007年02期

2 楊耕;劉俊嶺;;未來電機驅(qū)動系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)[J];電力電子;2006年02期

3 劉艷;邵誠;;混合動力汽車電機驅(qū)動系統(tǒng)傳感器故障重構(gòu)控制[J];大連理工大學(xué)學(xué)報;2008年03期

4 王瑩;;電機控制的技術(shù)市場動向[J];電子產(chǎn)品世界;2012年09期

5 張原;勾瀟薇;孫磊;;電機驅(qū)動系統(tǒng)消隙技術(shù)研究與仿真實現(xiàn)[J];微型電腦應(yīng)用;2011年12期

6 李波;張承寧;李軍求;;全電戰(zhàn)斗車輛用電機驅(qū)動系統(tǒng)效率測試分析[J];電機與控制應(yīng)用;2008年05期

7 尹安東;于霞;;燃料電池電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)及其控制技術(shù)[J];農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程;2007年04期

8 沈建新;方宗喜;;現(xiàn)代電機發(fā)展方向與關(guān)鍵技術(shù)[J];微特電機;2008年06期

9 崔迎;黃雷;;混合動力工程機械電機驅(qū)動系統(tǒng)的研究[J];科技風(fēng);2012年08期

10 徐萍萍;宋建國;沈光地;;電動汽車電機驅(qū)動系統(tǒng)特性研究[J];微電機;2007年11期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 王偉;王盛;;除塵電機驅(qū)動系統(tǒng)潤滑與節(jié)能環(huán)保[A];中國機械工程學(xué)會摩擦學(xué)分會潤滑技術(shù)專業(yè)委員會第八屆學(xué)術(shù)年會（廈門）論文集[C];2002年

2 蓋江濤;張承寧;馬曉楓;;HEV電機驅(qū)動系統(tǒng)評價研究[A];2007年APC聯(lián)合學(xué)術(shù)年會論文集[C];2007年

3 王文麗;;電動滑板車用電機驅(qū)動系統(tǒng)[A];'2001第六屆中國小電機技術(shù)研討會論文集[C];2001年

4 楊彬;江建中;;混合電動摩托車用永磁無刷直流電機驅(qū)動系統(tǒng)的再生制動仿真[A];'2001第六屆中國小電機技術(shù)研討會論文集[C];2001年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 中科院電工研究所研究員 溫旭輝;車用電機驅(qū)動系統(tǒng)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)蓄勢待發(fā)[N];中國電子報;2009年

2 本報記者 趙三明;永磁化、數(shù)字化和集成化是車用驅(qū)動電機的發(fā)展趨勢[N];中國工業(yè)報;2009年

3 通訊員 王強　記者 蘇小紅;大洋電機獲中央2470萬扶持資金[N];中山日報;2009年

4 證券時報記者 靳書陽;大洋電機出資 3000萬進軍新能源汽車[N];證券時報;2010年

5 本報記者 陳彬;貢�。很囉秒姍C目前能滿足國內(nèi)需求[N];科技日報;2011年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 彭河蒙;電動汽車電機驅(qū)動系統(tǒng)電磁干擾預(yù)測模型的研究[D];重慶大學(xué);2015年

2 程鶴;電動車開關(guān)磁阻電機驅(qū)動系統(tǒng)研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2015年

3 陳其懷;混合動力挖掘機動力電機及其驅(qū)動系統(tǒng)研究[D];浙江大學(xué);2016年

4 趙濤;一種新型混合動力電動汽車的動力系統(tǒng)設(shè)計、仿真及電機驅(qū)動系統(tǒng)的研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2005年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 胡成;電錠式環(huán)錠細紗機主從式控制系統(tǒng)若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D];東華大學(xué);2016年

2 劉U，

本文編號：713925