微型纯电动汽车电驱动控制系统的设计与研究

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1、南京航空航天大学硕士学位论文微型纯电动汽车电驱动控制系统的设计与研究姓名：周振超申请学位级别：硕士专业：车辆工程指导教师：杨正林2010-12南京航空航天大学硕士学位论文摘要本文在对目前多种微型电动汽车电驱动控制系统对比分析的基础上，选择直流无刷电机驱动作为研究对象，完成了一种较为实用的微型纯电动车电驱动控制系统包括硬件和软件在内的整体设计。本文的主要研究内容有：1）设计了微型纯电动车电驱动控制系统整体方案。传统微型车主控制器通常只有电机控制器，它不仅控制电机，还作为整车控制器控制整车其它部件。而本文采用的方案是单独设

2、计整车控制器和电机驱动控制器，这样的设计不仅增强了电机控制的稳定性和安全性，而且可以实现整车控制器软件中更多的复杂控制策略。2）选用MC9S12系列单片机设计整车控制器。软件设计方面为了提高开发效率，主程序不再使用传统软件设计中常用的前后台程序，而是采用μC/OS-II多任务实时操作系统，模块化设计整车安全控制、信号采集处理、CAN通信、测试任务。针对城市工况，本课题提出了低速行驶下制动能量回收策略，有效地提高了回收效率。针对CAN网络失效情况下油门、刹车等基本控制问题，本文根据傅立叶变换理论，硬件上设计PWM信号转换

3、模拟信号电路，大大提高了整机的安全系数。3）总线通信协议采用J1939协议。使用CSharp语言对USB-CAN测试模块软件部分进行二次开发，软件可以更加直观地显示各控制器重要参数信息。4）对直流无刷电机进行数学建模，本文通过数学计算分析控制参数对整机性能的影响，并结合对驱动电机的需求分析、功能定义、接口设计，最终完成对无刷电机的软件和硬件设计。5）使用了Simulink环境下电力电子系统仿真工具箱，结合工具箱中已有的电池模块、电机模块和三相全桥逆变模块，对无刷电机控制模块进行建模。在电机驱动、制动回收工况下对无刷电机

4、及其驱动控制系统进行仿真分析。关键词：微型电动汽车、电驱动、整车控制器、无刷电机控制器I微型纯电动汽车电驱动控制系统的设计与研究ABSTRACTOnthebasisofthecomparisonandanalysisonseveralelectricdrivecontrolsystemofpureelectricmini-cars,apracticleDCbrushlessmotordrivecontrolsystem,includedbothitshardwareandsoftware,isdesignedinthi

5、spaper..Themainfivepartsoftheresearchareasfollows:1.DesigningtheoverallsolutionsoftheelectricdriveControlSystemofpureelectricMini-car.ThemaincontrollersoftraditionalMini-carmainjusthavethemotorcontroller,whichnotonlycontrolthemotor,butalsoasaentire-carcontroller

6、controltheotherpartsofthevehicle.Thisvehiclecontrollerandthemotorcontrollerareseparatelydesignedintheproject,whichnotonlyenhancethestabilityandsecurityofthemotorcontrol,butalsocanrealizemorecomplexcontrolstrategyinsoftwareofthevehiclecontroller.2.Thissolutioncho

7、osesmicro-controllerofMC9S12seriesinhardware.Inordertoimprovetheefficiencyofdevelopmentinsoftwaredesignation,themainprogramwillnolongerusethefront-backapplicationwhichiscommonlyusedintraditionalsoftwaredesign.ItadoptsμC/OS-II'smultitaskingreal-timeoperatingsyste

8、m,andallofvehiclesafetycontrol,signalacquisitionandprocessing,CANcommunicationandtestingtasksaredesignedthroughmodular.Aimingatthecity'sconditionsofelectricMini-car,t