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1、分类号:TB0510710-2012122053硕士学位论文车用BLDC水泵控制系统硬件及软件总体设计姚龙水导师姓名职称吴克刚教授申请学位类别工学硕士学科专业名称动力机械及工程论文提交日期2015年5月6日论文答辩日期2015年6月7日学位授予单位长安大学TotalDesignofHardwareandSoftwareofBLDCPumpControlSystemforAutomobileCoolingSystemADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：YaoLongshui
2、Supervisor：Prof.WuKegangChang’anUniversity,Xi’an,China摘要随着越来越成熟的电控技术在汽车上的应用，汽车已经由单纯的机械产品发展为智能机电一体化产品。汽车各方面的性能，如安全可靠性、动力经济性、舒适环保性都得到了很大提升。国家现如今对汽车节能、环保、安全等方面的要求越来越高，汽车工业也朝着节能环保等方向发展。如何保证发动机在工作时保持良好工况，达到汽车节能环保之目的，这就需要冷却系统的不断改进和完善。单纯在机械上的改进已无太大作用，发动机冷却系统的智能化控制正在逐步替代机械化，并取得良好
3、的效果。直流无刷（BLDC）电机不仅具有其体积小、重量轻、效率高、惯量小和控制精度高等优点，同时还保留了传统直流电机优良的机械特性以及良好的动、静态调速特性，得到广泛应用。飞思卡尔公司研发了S12Z系列微控制器，具有很高的性价比，专门为汽车和工业动力总成研制。本文采用S12ZVML128芯片进行控制系统软硬件设计。本文首先对汽车冷却系统的作用和发展以及BLDC水泵在汽车上的作用作了介绍。然后分析BLDC电机的基本结构，发展历史和控制原理等。其次还对BLDC电机的转子过0检测和电机三段式启动作了介绍。本文在BLDC水泵控制系统的硬件设计部分
4、，分析了控制系统的硬件结构，MCU外围控制电路、驱动电路、通讯电路、电源电路等。软件设计部分，分析了各模块功能的软件实现，包括电流电压信号采样处理、过0点检测、换相控制、速度检测和计算、电源保护等。最后，在实验室进行了水泵的水循环试验，通过实验数据和其他同学仿真数据对比，检验BLDC水泵控制系统的性能，实验证明该设计完成了电机控制系统的初步设计。关键词：汽车，电子水泵，BLDC电机，控制系统，软硬件设计iAbstractWiththewidespreadapplicationofmoresophisticatedelectroniccon
5、troltechnologyinthecar,Carshaveevolvedfromsimplemechanicalproductsforintelligentmechatronicsproducts.Performanceofthecarinallaspects,suchassecurityandreliability,dynamiceconomy,comfortenvironmentalprotection,hasbeengreatlyimproved.Thedemandofnationallawsiskeepingincreasin
6、gnowonenergysaving,environmentalprotection,securityandotheraspects,theautomotiveindustryisalsomovinginthedirectionofthedevelopmentofenergy-savingandenvironmentalprotection.Howtoensuretheenginetomaintaingoodconditionsatwork,toachievethepurposeofenergysavingcars,whichneedto
7、continuetoimproveandperfectthecoolingsystem.Simpleimprovementsinthemachinerynolongermucheffect,intelligentcontroloftheenginecoolingsystemisgraduallyreplacemechanization,hasachievedgoodresults.BLDCmotorsnotonlyhassmallsize,lightweight,highefficiency,lowinertiaandcontrolofh
8、igh-precision,theexcellentmechanicalpropertiesandgooddynamicandstaticspeedcharacteristicsoftradi
