基于CAN总线的电涡流测功机控制系统的开发.pdf

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1、·机械研究与应用·2012年第5期(总第121期)检测与控制基于CAN总线的电涡流测功机控制系统的开发池建军(国家知识产权局专利局专利审查协作北京中心，北京100190)摘要：介绍了主机基于MC9S12DP256和从机基于C8051F040单片机开发的电涡流测功机控制系统的硬件结构和软件编程，详细介绍了系统的工作原理、总体结构、总体控制策略和控制算法，以及通过CAN进行数据通讯的协议，结果表明具有一定的实用性和可扩展性。关键词：测功机；PID控制；发动机；CAN总线中图分类号：TK402文献标识码：A文章编号：1007-4414(2012)05—0145—03De

2、velopmentofcontrolsystemforeddycurrentdynamometerbasedonCANbusChiJian-jun(PatentexaminationcooperationcenterofThepatentoffice，SIPO，Being100190，China)Abstract：AcontrolsystemforeddycurrentdynamometerbasedonMC9S12DP256andC8051F040isintroduced，thearchi—tectureofhardwareandtheprogrammingof

3、softwareareintroducedtoo．Systemtechnique，workingprinciple，systemmodelandarithmeticofthecontrolaredescribedindetm1．Theresultsshowthatithasgreatvalueandexpansibilityinpracticality．Keywords：dynamometer；PIDcontrol；engine；CANBUS1概述动感应盘旋转时，对电抠所产生的制定转矩就通过传测功机是发动机进行性能试验所必不可少的设力臂传至测力装置上，从而达到测量

4、转矩的目的。备，它作为发动机等动力设备的吸功装置，其控制精系统总体结构如图1所示。测功机功率驱动单度的高低、响应速度及系统的稳定性直接决定了试验元主要负责测功机励磁电流的输出，从而改变测功机的总体技术水平和试验数据的准确性。电涡流测的输出转矩；油门执行器功率驱动单元主要负责驱动功机结构简单、控制方便，有很宽的转速范围和功率发动机的油门开度；信号采集单元负责采集发动机的范围，其控制系统的主要任务就是通过调节内燃机油机油压力、水温、排温等信号，便于试验人员随时了解门位置和测功器励磁电流以控制内燃机的转速和测发动机的整体运行状况；测功机控制器主要负责系统功机的制动力矩。

5、内燃机试验工况的控制是通过对信息的人机交互、AD采集与处理、测功机励磁电流内燃机和测功机的综合控制实现的，控制系统的控制的控制、转速采集与处理、发动机的控制。测功机控性能决定着内燃机一测功机系统的控制性能。制器与测功机功率驱动单元、油门执行器功率驱动单笔者针对传统模拟控制器的智能化、人机交互、元、信号采集单元、油耗仪之间通过CAN总线相连故障诊断和维修等方面存在的局限性，介绍了主机基接。由于采用了CAN总线技术，简化了系统整体结于CAN总线的16位单片机MC9S12DP256和从机基构，提高了系统运行的可靠性，同时便于系统维修和于CAN总线的8位单片机C8051F

6、040的电涡流测功故障处理。使维护停工时间大大减小，保证了系统的机控制器的硬件结构和软件流程，并详细介绍了系统正常运行。的控制策略和算法，具有一定的实用价值和意义。2系统工作原理及结构iI曼墨量芈：IlI电涡流测功机主要由旋转部分(感应盘)和摆动．．．一西—]=部分(电枢和励磁绕组)组成，当给励磁绕组通上直流电以后，就会围绕励磁绕组产生一个闭合磁通。当感应盘被拖动旋转时，闭合磁通周围的磁场密度必然功动圣率单篓驱元ll箍动釜功单率元驱llI薹采单集元lIl耗仪}lIJ翥动机llI功机随感应盘的旋转而发生周期性的变化，因而在冷却室壁的表面及一定深度范围内将产生涡流电动

7、势，并产生涡流，该涡流产生磁场又与励磁绕组所产生的磁场图1系统总体结构相互作用，从而产生了制定转矩。因而，当发动机拖收稿日期：2012—08—27作者简介：池建军(1976一)，男，山西大同人，助理研究员，主要从事动力、风电专利审查方面的工作。·145·检测与控制2012年第5期(总第121期)·机械研究与应用·3控制系统硬件设计3．1上位机上位机以Motorola所推出的16位单片机MC9S12DP256为核心处理器，进行硬件系统的设计开发。MC9S12DP256片内拥有256K的FlashEEP-ROM、4K的EEPROM和12K的RAM，其主频高达GhN总线

8、12MHz