【正文】 并將模糊PID算法融入程序，使得本電動汽車的加速性能和續(xù)航里程大大提高。在老師的幫助下，通過本課題的研究，取得了以下成果：(1)完成了系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)，包括開關(guān)電源模塊、電流檢測模塊、串口通信模塊、驅(qū)動電路模塊等。 while(1)。= ~(1x)define pin(x,PIN) (PIN) amp。那么e’和ec’的論域?yàn)椋篹’={7，一6，一5，4，一3，一2，l，0，1，2，3，4，5，6，7}，ec’={7，6，5，4，3，2，1，0，1，2，3，4，5，6，7}。其最大的特點(diǎn)是將專家的經(jīng)驗(yàn)和知識表示為語言控制規(guī)則，并用這些控制規(guī)則去控制系統(tǒng)，這樣它可以不依賴于被控制對象的精確數(shù)學(xué)模型，能夠克服非線性因素的影響，對被控制對象的參數(shù)具有較強(qiáng)的魯棒性。當(dāng)坡度過大時(shí)，回饋電流將大于動力蓄電池最大允許充電電流，這種情況下必須對充電電流進(jìn)行限制，此時(shí)采用再生制動和機(jī)械制動相結(jié)合的制動方式來保證動力蓄電池的安全充電及行車安全。純電動汽車的行駛工況分為以下五種：1．啟動。JTAG接口同過仿真器與PC連接，JTAG接口圖如圖3．12所示：3．12硬件抗干擾的設(shè)計(jì)合格的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括兩個(gè)方面：系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)與良好的抗干擾能力。開關(guān)輸入信號處理電路如圖3．10所示。通過電阻分壓，將溫度信號轉(zhuǎn)換成電壓信號，輸入微處理器的A／D口。我們需要測量蓄電池電壓值，在信號的采樣點(diǎn)的選擇上，我可以選擇鑰匙開關(guān)的接口點(diǎn)KEY作為蓄電池電壓的采樣點(diǎn)，為了配合系統(tǒng)的故障檢測功能的實(shí)現(xiàn)，選擇B+點(diǎn)作為蓄電池電壓采樣點(diǎn)。此外，對器件或整個(gè)裝置的一些保護(hù)措施也往往設(shè)在驅(qū)動電路中，或通過驅(qū)動電路實(shí)現(xiàn)，因此驅(qū)動電路對裝置的運(yùn)行效率、可靠性和安全性都有重要的影響。電路工作原理：Vlow驅(qū)動下橋MOSFET管，當(dāng)Vlow為低電平時(shí)，D2右端也被鉗位為低電平，U1的正向輸入端即為低電平，U1的負(fù)向輸入端為固定電平，此時(shí)U1輸出為低電平，U2輸出也為低電平，經(jīng)過U3，正反輸入端都為0，所以U3輸出為0。多只元件并聯(lián)工作時(shí)，MOSFET間可以自動均流。系統(tǒng)中取R（T）為7．5KΩ，取C，為0．01uf。此集成電路具有可微調(diào)的振蕩器、能進(jìn)行精確的占空比控制、溫度補(bǔ)償?shù)膮⒖?、高增益誤差放大器。由上述內(nèi)容可知，ATmega64的處理速度快且功耗低，內(nèi)部自帶的EPROM能夠滿足車輛運(yùn)行曲線參數(shù)的存儲，F(xiàn)OE]的推挽設(shè)計(jì)使抗干擾能力更加增強(qiáng)，在線仿真功能使得程序開發(fā)更加簡單，兩USARTD滿足系統(tǒng)的需要(232和485)，內(nèi)部各種增強(qiáng)功能的設(shè)計(jì)使得控制器外設(shè)更加簡單。也就是說不需要將IC芯片拆下拿到萬用編程器上擦寫，可直接在電路板上進(jìn)行程序修改、燒錄等操作，方便產(chǎn)品升級。(3)工業(yè)級產(chǎn)品。(9)供貨渠道是否暢通，價(jià)格是否低廉，是否具有良好的技術(shù)服務(wù)支持。在實(shí)際應(yīng)用中，選擇單片機(jī)時(shí)應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：【5】(1)單片機(jī)的基本性能參數(shù)，例如指令執(zhí)行速度，程序存儲器容量，中斷能力及可用I／O口引腳數(shù)量等。根據(jù)第二章對他勵直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)提出的性能要求結(jié)合電動汽車的操控性要求，設(shè)計(jì)了如圖3．1所示的硬件系統(tǒng)。帶入電動機(jī)輸出的功率公式有該式說明了弱磁調(diào)速時(shí)電動機(jī)允許輸出功率為常數(shù)，與轉(zhuǎn)速無關(guān)；允許輸出轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速成反比變化，即屬恒功率調(diào)速方式。保持他勵直流電動機(jī)電源為額定值，電樞回路不串聯(lián)電阻，通過減小電動機(jī)的勵磁電流I(f)，即減弱電動機(jī)磁通Φ時(shí)，其機(jī)械特性方程式為： ()從式(2．4)中可看出n(0)隨φ的減弱成反比例增加，而△n隨φ的二次方成反比地增加，若將近飽和額定磁通φ(e)的比例定為l，減弱后其比例也就小于l，平方后其比例是減小，因此n(0)比△n增加得快，即減弱磁通φ后電動機(jī)的轉(zhuǎn)速n將升高，調(diào)速方向是從基速(額定轉(zhuǎn)速n(e))向上調(diào)節(jié)。同樣按直流電動機(jī)的結(jié)構(gòu)原理可推得直流電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩T為： （）式(2．2)中 I（a）——電樞電流(A)；C（t）——轉(zhuǎn)矩常數(shù)。由于他勵直流電動機(jī)的可控參數(shù)多，易實(shí)現(xiàn)所需要的人為機(jī)械特性，所以在直流調(diào)速中較多地采用他勵直流電動機(jī)，電動汽車中一般也是選用他勵直流電動機(jī)作為直流驅(qū)動電動機(jī)。本文的主要工作歸納為以下幾點(diǎn)：1． 介紹了他勵電動機(jī)的控制理論基礎(chǔ)與調(diào)速系統(tǒng)的仿真，為后章系統(tǒng)硬件與軟件的設(shè)計(jì)做好了準(zhǔn)備。德國政府同9個(gè)主要公司簽訂了一份理解備忘錄，為創(chuàng)建一個(gè)清潔能源城市(柏林)而結(jié)成同盟。國內(nèi)主要汽車制造商對純電動汽車的開發(fā)和研制也投入了相當(dāng)?shù)娜肆臀锪?，并取得了一定的成果。選用IR公司的IR2110作為驅(qū)動芯片，高端輸出驅(qū)動電流可到1．9A，能夠提供7個(gè)MOSFET并聯(lián)時(shí)驅(qū)動電流。摘要在當(dāng)前全球汽車工業(yè)面臨金融危機(jī)和能源環(huán)境問題的巨大挑戰(zhàn)的情況下，發(fā)展電動汽車，利用無污染的綠色能源，實(shí)現(xiàn)汽車能源動力系統(tǒng)的電氣化，推動傳統(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型，在國際上已經(jīng)形成了廣泛共識。對于電流檢測模塊，本文沒有采用電流傳感器或者是康銅絲,而是采用了一種基于MOSFET管壓降的電流檢測電路，這種方式即節(jié)約了成本也保證了檢測精度。北京奧運(yùn)會期間，奇瑞、長安、東風(fēng)、一汽、京華及福田等汽車生產(chǎn)企業(yè)聯(lián)合清華大學(xué)、北京理工大學(xué)等單位，向社會提供了自主研發(fā)的55輛純電動鋰電池汽車、25輛混合動力客車、75輛混合動力轎車、20輛燃料電池轎車，以及400輛純電動場地車等各種新能源汽車為奧運(yùn)會服務(wù)。英國、意大利等歐洲國家都在開展電動汽車的研發(fā)工作。2. 討論系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)。因此，需要給出直流電動機(jī)電樞電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩的兩個(gè)數(shù)學(xué)公式，從而導(dǎo)出他勵直流電動機(jī)的機(jī)械特性數(shù)學(xué)方程式，即電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速之間的函數(shù)關(guān)系式n=f(t)，然后才能說明如何改變方程式中的相關(guān)參數(shù)來獲得所需人為機(jī)械特性。電動勢常數(shù)C(e)和轉(zhuǎn)矩常數(shù)C(t)都是決定于電動機(jī)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，對于一臺已制的電動機(jī)C(e)和C(T)都是恒定不變的常數(shù)，并且從式(2．1)和式(2．2)可知兩者之間的關(guān)系為： 2．1．2 他勵直流電動機(jī)的機(jī)械特性得出他勵直流電動機(jī)的機(jī)械特性數(shù)學(xué)方程式： ()式（）中 R（a）——電樞繞組內(nèi)電阻； R（c）——電樞外串聯(lián)電阻； n(0) ——理想空載轉(zhuǎn)速； β ——機(jī)械特性斜率其中， 2．1．3他勵直流電動機(jī)的調(diào)速通過對他勵直流電動機(jī)的機(jī)械特性數(shù)學(xué)方程式(2．3)的分析，可知改變其中U、φ、R（c）三個(gè)參數(shù)即可改變其轉(zhuǎn)速n?！醮耪{(diào)速的機(jī)械特性如圖2．2所示。由于勵磁電流一般較小，因此弱磁調(diào)速控制較方便、功耗也小，通過連續(xù)調(diào)節(jié)勵磁電源的電壓，即可實(shí)現(xiàn)無級的弱磁恒功率調(diào)速，以獲得如圖2．3所示的低速恒轉(zhuǎn)矩、高速恒功率的調(diào)速特性。本控制系統(tǒng)包括對電樞和勵磁的分別PWM控制模塊，電源模塊，開關(guān)量處理模塊，和模擬量處理模塊，硬件性能滿足設(shè)計(jì)要求，可在此硬件系統(tǒng)上對MCU進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)，從而達(dá)到最終的控制要求。(2)單片機(jī)的增強(qiáng)功能，例如看門狗，A／D功能，雙串口，RTC(實(shí)時(shí)時(shí)鐘)，EEPROM，CAN接口等。根據(jù)上面所述的原則，結(jié)合本系統(tǒng)實(shí)際情況，儀表選用ATMEL公司生產(chǎn)的ATmega64單片機(jī)作為主控模塊的核心芯片3．2．2 ATmega64的特性與內(nèi)部結(jié)構(gòu)ATmega64是ATMEL公司生產(chǎn)的高性能、低功耗的8位AVR高檔微處理器，采用RISC結(jié)構(gòu)，具備IMIPS／MHz(百萬條指令每秒／兆赫茲)的高速處理能力，有效緩減了系統(tǒng)在功耗和處理速度之間的矛盾。具有大電流輸出可直接驅(qū)動SSR和繼電器，內(nèi)有看門狗定時(shí)器，防止程序跑飛，從而提高了產(chǎn)品的抗干擾能力。(5)具有模擬比較器、脈寬調(diào)制器、模數(shù)轉(zhuǎn)換功能。因此，本系統(tǒng)選用ATmega64作為主控制芯片。電流取樣比較器和大電流圖騰柱式輸出，是驅(qū)動功率MOSFET的理想器件。系統(tǒng)的工作頻率f=24KHz。當(dāng)MOSFET功率開關(guān)流過通態(tài)電流時(shí)，由于通態(tài)導(dǎo)通電阻的存在，在其導(dǎo)通溝道上有一定的壓降，又因器件的導(dǎo)通溝道電阻基本穩(wěn)定，該壓降與器件的通態(tài)電流成正比。MCU電流采樣點(diǎn)V04為O。功率MOSFET為電壓型驅(qū)動功率器件，常見的MOSFET柵極集成驅(qū)動器為IR公司生產(chǎn)的IR21XX系列高壓浮動MOS柵極驅(qū)動集成電路，該集成電路將驅(qū)動一個(gè)高壓側(cè)和一個(gè)低壓側(cè)MOSFET所需的絕大部分功能集成在一