本文關(guān)鍵詞：基于DSP的電動(dòng)汽車(chē)交流異步電機(jī)控制系統(tǒng)研究與開(kāi)發(fā)

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【摘要】：在能源危機(jī)與環(huán)境污染日益嚴(yán)重的今天,電動(dòng)汽車(chē)的興起有著十分重要的意義,而電機(jī)是電動(dòng)汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)心臟,尤其是在電池容量等技術(shù)還沒(méi)有解決的前提下,電機(jī)控制系統(tǒng)是保證汽車(chē)?yán)m(xù)航里程的關(guān)鍵,其控制效果直接影響電動(dòng)汽車(chē)性能的優(yōu)劣。在電動(dòng)汽車(chē)所用的電機(jī)控制系統(tǒng)中,交流電機(jī)控制系統(tǒng)憑借著低成本、高可靠性以及良好的調(diào)速性能得到了廣泛的應(yīng)用。因此研究交流異步電機(jī)控制系統(tǒng)對(duì)于控制理論的研究和電動(dòng)汽車(chē)的研發(fā)有著重要的意義。本文結(jié)合目前控制技術(shù)、通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)了交流異步電機(jī)控制系統(tǒng),為研究交流異步電機(jī)的多種控制算法提供了軟硬件平臺(tái)。本文首先分析了控制對(duì)象交流異步電機(jī)和控制算法矢量控制的原理,明確本課題主要設(shè)計(jì)需求。接著,在需求分析的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出系統(tǒng)總體架構(gòu),系統(tǒng)由以DSP為核心的控制器和基于C#的WPF框架的監(jiān)控軟件構(gòu)成,其中控制器與監(jiān)控軟件通過(guò)CAN總線通信。隨后,本文先后詳細(xì)介紹了系統(tǒng)控制器、通信協(xié)議和監(jiān)控軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。對(duì)于控制器的設(shè)計(jì),本文選用美國(guó)德州儀器公司開(kāi)發(fā)的專(zhuān)門(mén)用于電機(jī)控制的DSP芯片TMS320F2811作為控制器核心芯片,并在此基礎(chǔ)上完成了控制器軟硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。硬件系統(tǒng)主要包括主芯片最小系統(tǒng)、電源模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、檢測(cè)模塊、數(shù)字量模擬量輸入模塊以及通信模塊,軟件系統(tǒng)主要包括檢測(cè)模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、驅(qū)動(dòng)保護(hù)模塊以及通信模塊。對(duì)于通信協(xié)議的設(shè)計(jì),本文設(shè)計(jì)了基于CAN2.0B協(xié)議的應(yīng)用層協(xié)議,完成了通信報(bào)文類(lèi)型和格式的定義。對(duì)于監(jiān)控軟件的設(shè)計(jì),本文采用模塊化的設(shè)計(jì)思想將監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)成CAN總線通信處理層、數(shù)據(jù)處理層和界面層三大模塊。對(duì)于CAN總線通信處理層,本文利用IXXAT的Windows驅(qū)動(dòng)包提供的VCINET2.DLL編程接口設(shè)計(jì)完成；數(shù)據(jù)處理層主要利用多線程和數(shù)據(jù)緩沖技術(shù)以及數(shù)據(jù)綁定技術(shù)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)；界面層包括示波器界面、參數(shù)顯示界面、參數(shù)配置界面以及事件和歷史故障記錄等四個(gè)功能模塊。最后,為了驗(yàn)證交流異步電機(jī)控制系統(tǒng)是否滿足各項(xiàng)設(shè)計(jì)指標(biāo),先后完成了系統(tǒng)啟動(dòng)和通信測(cè)試、控制器單元測(cè)試、系統(tǒng)聯(lián)調(diào)測(cè)試以及系統(tǒng)穩(wěn)定性測(cè)試,測(cè)試結(jié)果表明系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠,達(dá)到了預(yù)定的要求。
【關(guān)鍵詞】：交流異步電機(jī)控制系統(tǒng) TMS320F2811 WPF CAN總線
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：U469.72;TP273
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 課題研究的背景及意義9
• 1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)9-12
• 1.2.1 國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)10-11
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)11-12
• 1.3 論文主要任務(wù)和章節(jié)安排12-15
• 1.3.1 論文的主要任務(wù)12
• 1.3.2 論文的章節(jié)安排12-15
• 第二章 交流異步電機(jī)控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)15-25
• 2.1 控制對(duì)象15-16
• 2.2 矢量控制原理16-20
• 2.2.1 技術(shù)背景16
• 2.2.2 空間矢量定義和設(shè)計(jì)16-17
• 2.2.3 (a,b,c)→(α,β)設(shè)計(jì)(clarke變換)17-18
• 2.2.4 (α,β)→(d,q)設(shè)計(jì)(Park變換)18
• 2.2.5 矢量控制的基本系統(tǒng)配置18-19
• 2.2.6 轉(zhuǎn)子磁通位置19
• 2.2.7 感應(yīng)電機(jī)矢量控制的總體方框圖19-20
• 2.3 交流異步電機(jī)控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)20-22
• 2.3.1 需求分析20
• 2.3.2 設(shè)計(jì)架構(gòu)20-21
• 2.3.3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)21-22
• 2.4 本章小結(jié)22-25
• 第三章 交流異步電機(jī)控制系統(tǒng)的控制器設(shè)計(jì)25-55
• 3.1 控制器總體設(shè)計(jì)25-28
• 3.1.1 需求分析25-26
• 3.1.2 總體設(shè)計(jì)26
• 3.1.3 主控器件選型與介紹26-28
• 3.2 硬件設(shè)計(jì)28-42
• 3.2.1 TMS320F2811最小系統(tǒng)28-30
• 3.2.2 電源模塊30-32
• 3.2.3 驅(qū)動(dòng)模塊32-37
• 3.2.4 檢測(cè)模塊37-40
• 3.2.5 數(shù)字量模擬量輸入模塊40-41
• 3.2.6 通信模塊41-42
• 3.3 軟件設(shè)計(jì)42-54
• 3.3.2 軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)42-43
• 3.3.3 檢測(cè)模塊43-52
• 3.3.4 驅(qū)動(dòng)模塊52-53
• 3.3.5 驅(qū)動(dòng)保護(hù)模塊53-54
• 3.4 本章小結(jié)54-55
• 第四章 交流異步電機(jī)控制系統(tǒng)的通信協(xié)議設(shè)計(jì)55-67
• 4.1 CAN總線簡(jiǎn)介55-56
• 4.2 通信協(xié)議設(shè)計(jì)56-59
• 4.2.1 通信報(bào)文的設(shè)計(jì)56-57
• 4.2.2 通信報(bào)文格式的制定57-59
• 4.3 控制器通信模塊設(shè)計(jì)59-61
• 4.4 監(jiān)控軟件通信模塊設(shè)計(jì)61-66
• 4.4.1 USB-to-CAN介紹61
• 4.4.2 VCI介紹61-63
• 4.4.3 通信模塊設(shè)計(jì)63-66
• 4.5 本章小結(jié)66-67
• 第五章 交流異步電機(jī)控制系統(tǒng)的監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)67-77
• 5.1 監(jiān)控軟件整體設(shè)計(jì)67-69
• 5.1.1 軟件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)67-68
• 5.1.2 軟件功能模塊的設(shè)計(jì)68
• 5.1.3 軟件的開(kāi)發(fā)環(huán)境68-69
• 5.2 監(jiān)控軟件詳細(xì)設(shè)計(jì)69-76
• 5.2.1 數(shù)據(jù)處理層的設(shè)計(jì)69-72
• 5.2.2 界面層的設(shè)計(jì)72-76
• 5.3 本章小結(jié)76-77
• 第六章 交流異步電機(jī)控制系統(tǒng)的聯(lián)調(diào)測(cè)試77-85
• 6.1 測(cè)試平臺(tái)搭建77
• 6.2 軟件測(cè)試77-83
• 6.2.1 測(cè)試方案的設(shè)計(jì)77-78
• 6.2.2 系統(tǒng)啟動(dòng)和通信測(cè)試78
• 6.2.3 控制器重要模塊單元測(cè)試78-80
• 6.2.4 系統(tǒng)聯(lián)調(diào)測(cè)試80-83
• 6.2.5 系統(tǒng)穩(wěn)定性測(cè)試83
• 6.3 本章小結(jié)83-85
• 第七章 結(jié)束語(yǔ)85-87
• 7.1 設(shè)計(jì)總結(jié)85
• 7.2 設(shè)計(jì)展望85-87
• 致謝87-88
• 參考文獻(xiàn)88-90
• 作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和獲獎(jiǎng)情況90-91
• 附錄 基于本文設(shè)計(jì)的電機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)交流異步電機(jī)控制的效果圖91

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 劉卓然;陳健;林凱;趙英杰;許海平;;國(guó)內(nèi)外電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)[J];電力建設(shè);2015年07期

2 張冬明;;新能源汽車(chē)推廣應(yīng)用相關(guān)政策及趨勢(shì)分析[J];汽車(chē)工業(yè)研究;2015年01期

3 蔣常斌;生曉坤;李杰;宋澤明;;ARM Cortex-M3微處理器測(cè)試方法研究與實(shí)現(xiàn)[J];電子測(cè)試;2013年07期

4 王嬋娟;;淺談WPF架構(gòu)及其應(yīng)用[J];科技信息;2011年21期

5 楊建軍;;CAN總線技術(shù)在汽車(chē)中的應(yīng)用[J];上海汽車(chē);2007年06期

6 杜志強(qiáng);;從產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)的角度分析我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)化中的關(guān)鍵點(diǎn)[J];上海汽車(chē);2006年02期

7 李秀芬;雷躍峰;;電動(dòng)汽車(chē)關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展綜述[J];上海汽車(chē);2006年01期

8 于炳亮;;電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量方法研究[J];山東科學(xué);2005年05期

9 陳清泉,孫立清;電動(dòng)汽車(chē)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)[J];科技導(dǎo)報(bào);2005年04期

10 楊慧,田亮,田敏;CAN總線協(xié)議分析[J];中國(guó)儀器儀表;2002年04期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 文凱;借鑒國(guó)際經(jīng)驗(yàn)發(fā)展我國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)研究[D];東北財(cái)經(jīng)大學(xué);2010年

2 齊冬梅;霍爾電流傳感器及其自動(dòng)調(diào)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D];上海交通大學(xué);2009年

3 張弘;基于CAN總線的信號(hào)采集與處理模塊研究[D];南京航空航天大學(xué);2007年

4 寧?kù)?基于LabVIEW的虛擬數(shù)字示波器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];第一軍醫(yī)大學(xué);2006年

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本文編號(hào)：971761