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《武汉理工大学》 2011年
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四轮独立驱动电动车控制系统的设计

吴敦福  
【摘要】:在能源与环境的双重压力下,电动汽车已经成为当前汽车工业发展的趋势,因为电动汽车具有节能效率高,零排放,低噪声等诸多优点。而其中四轮独立驱动电动汽车是电动汽车发展的一个新颖的方向,由于其理想的控制特性和良好的应用前景,受到学术和工程界的普遍关注,其发展得到了国内外大型研究机构的大力推动,各项研究成果也相继被推出。 本文根据当前研究热点,并且对国内外电动汽车发展现状和趋势以及四轮独立驱动电动车控制的关键技术进行了相关的调研。拟定了以四轮独立驱动电动车整车控制系统作为本文研究对象,并设计了一套结构完整的四轮独立驱动电动车控制系统的方案,主要包括整车控制器和电机控制器。 本文首先选择适合系统使用的驱动电机,紧接着对所选的轮毂式无刷直流电机的工作原理、数学模型以及四象限运行模式进行了深入的分析。 其次设计了基于单片机PIC18F4685轮毂电机驱动控制器的硬件和软件系统。硬件方面着重探讨了控制器的逆变电路及其器件的选型以及逆变电路的一些辅助电路的设计;另外在硬件电路的基础上还进行了软件构架的设计,重点阐述了电子换相和速度/电流PID调节程序设计,最终实现了对轮毂无刷直流电机的内环电流环和外环转速环的双闭环调速的控制。 再次,针对本文核心控制单元整车控制器系统应具有的功能以及技术要求做了详细的说明;同时还设计了基于ARM芯片STM32F103ZET6的整车控制器控制系统,并详细介绍了其硬件的组成模块,使整车控制器在满足系统功能的基础上,不仅方便调试和仿真而且还具有很好的扩展性。 针对电机控制器与整车控制器之间需要进行信息的交换,实验中设计了两者通讯的CAN网络的拓扑结构。同时还选择了CAN2.0B作为总线通信协议,选择了标准数据帧格式,对消息优先权的大小进行了排序,给出了标识符与消息优先权的对应关系,在此基础上还设计了各节点CAN通信消息收发软件流程。文章最后对再生制动原理做了简单介绍,选择了适合本文的再生制动的结构方案与控制策略。
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:U469.72

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