【正文】 PM： equ4 ：正中 PB： equ4 ：正大 output membership variables absentry fuzout fuzout： ds． b 4 ； outputs NB： equ 0 ：負(fù)大 NM： equ l ：負(fù)中 NS： equ 2 ：負(fù)小 ZE： equ 3 ；零 PS： equ4 ；正小 PM： equ4 ：正中 PB： equ4 ；正大 4． 2 主要任務(wù)模塊的詳細(xì)設(shè)計(jì) 4． 2． 1主程序 系統(tǒng)上電后首先對系統(tǒng)實(shí)施初始化和自檢，然后管理層根據(jù)駕駛員的操作，結(jié)合當(dāng)時(shí)車輛狀況及環(huán)境狀況完成工況判斷后，對純電動(dòng)汽車分工況控制，并完成實(shí)時(shí)通訊等工作。 DDRB = 0x0c。計(jì) 時(shí)器啟動(dòng)的同時(shí)啟動(dòng)計(jì)數(shù)器，當(dāng) 10ms時(shí)間到立即停止計(jì)數(shù)器的工作，并讀取計(jì)數(shù)器的值 PACNx(x代表不同的計(jì)數(shù)通道 )，若電機(jī)車輪每轉(zhuǎn)一圈產(chǎn)生 40個(gè)脈沖，則 每秒鐘的脈沖數(shù)為： M1=100 PACNx 每分鐘的脈沖數(shù)為： M2=60*100*PACNx 電機(jī)轉(zhuǎn)速和車輪轉(zhuǎn)速： N=60*100*PACNx/40 車輛速度： V=N（ L） *2π R*60/1000 式中 N（ L）為車輪的轉(zhuǎn)速，單位為轉(zhuǎn)／分鐘。 RS232通信模式，能夠方便的實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的數(shù)據(jù)交換。制 動(dòng)和調(diào)速 [M】．北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2020． 【 5】 趙德安等．單片機(jī)原理與應(yīng)用【 M】．北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2020． 【 6】 耿德根等． AVR高速嵌入式單片機(jī)原理與應(yīng)用【 M】．北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 2020． 【 7】 劉金琨．智能控制 [M】．電子工業(yè)出版社， 2020． 32 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準(zhǔn)用徒手畫 3）畢業(yè)論文須用 A4 單面打印，論文 50 頁以上的雙面打印 4）圖表應(yīng)繪制于無格子的頁面上 5）軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔 37 1）設(shè)計(jì)（論文） 2）附件：按照任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂 3）其它 。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。 理論和實(shí)踐證明，本論文設(shè)計(jì)的他勵(lì)電機(jī)電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能夠滿足電動(dòng)汽車的實(shí)際需要。采用 ATmega64作為處理器，豐富的加口功能簡化了 外圍電路的設(shè)計(jì)難度，縮短開發(fā)周期、提高測量精度，而且也降低了開發(fā)成本。 } 4． 2． 3 電動(dòng)機(jī)速度測量 電機(jī)輸出軸轉(zhuǎn)速和車輛速度是通過磁電式速度傳感器產(chǎn)生與速度成正比的正弦信號，進(jìn)過信號調(diào)理電路的處理轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的脈沖信號進(jìn)入單片機(jī)，單片機(jī)對采用定周期法進(jìn)行計(jì)數(shù)，即可計(jì)算出電機(jī)和車輛的速度。 (1x) /********** Main Program *******************/ int main(void) { SPL = 0x5f。 Kp、 Ki的輸出范圍都為 (一 O． 3，0． 3)， Kd的輸出范圍為 (0． 2， 0． 2)。 純電動(dòng)汽車在行駛過程中，環(huán)境的變化具有不可預(yù)知的特點(diǎn)，因此常規(guī)的 PID控制算法在控制系統(tǒng)中較難取得滿意的控制效果。 2．中輕度剎車時(shí)的再生制動(dòng)策略 中輕度剎車是車輛行駛過程中 最常見的一種剎車。 2．勻速行駛。干擾不僅會(huì)使電子元器件性能降級或失效，使處理器工作失常；同時(shí)還可能使輸入輸出及控制信號發(fā)生偏移或嚴(yán)重失真，導(dǎo)致計(jì)量誤差。 3． 10蜂鳴器報(bào)警電路 故障報(bào)警器件采用 12V壓電式蜂鳴器。溫度檢測電路如圖 3． 8所示。在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)上電后，系統(tǒng)先通過二極管和 PTC功率熱敏電阻給功率電路中的濾波電容充電，延時(shí) lS后，通過檢測 B+點(diǎn)的電壓，電壓過低，可以判斷功率電路出現(xiàn)故障，發(fā)出故 障報(bào)警信號；電壓過高，發(fā)出報(bào)警信號。功率 MOSFET為電壓型驅(qū)動(dòng)功率器件，常見的 MOSFET柵極集成驅(qū)動(dòng)器為 IR公司生產(chǎn)的 IR21XX系列高壓浮動(dòng) MOS柵極驅(qū)動(dòng)集成電路，該集成電路將驅(qū)動(dòng)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 17 在一個(gè)封裝內(nèi)，它們依據(jù)自舉原理工作，驅(qū)動(dòng)高壓側(cè)和低壓側(cè)兩個(gè)元件時(shí)，不需要獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)電源，因而使電路得到簡化，而且開關(guān)速度快，可以得到理想的驅(qū)動(dòng)波形。 MCU電流采樣點(diǎn) V04為 O。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。系統(tǒng)的工作頻率 f=24KHz。電流取樣比較器和大電流圖騰柱式輸出，是驅(qū)動(dòng)功率 MOSFET的理想器件。因此，本系統(tǒng)選用 ATmega64作為主控制芯片。 (5)具有模擬比較器、脈寬調(diào)制器、模數(shù)轉(zhuǎn)換功能。具有大電流輸出可直接驅(qū)動(dòng) 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。 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。 (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。 本控制系統(tǒng)包括對電樞和勵(lì)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。 由于勵(lì)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(lì)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?！醮耪{(diào)速的機(jī)械特性如圖 2． 2所示。 電動(dòng)勢常數(shù) C(e)和轉(zhuǎn)矩常數(shù) C(t)都是決定于電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，對于一臺已制的電動(dòng)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： 6 2． 1． 2 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械 特性 得出他勵(lì)直流電動(dòng)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(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速 通過對他勵(lì)直流電動(dòng)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。因此，需要給出直流電動(dòng)機(jī)電樞電動(dòng)勢和電磁轉(zhuǎn)矩的兩個(gè)數(shù)學(xué)公式，從而導(dǎo)出他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性數(shù)學(xué)方程式，即電動(dòng)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。 2. 討論系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)。英國、意大利等歐洲國家都在開展電動(dòng)汽車的研發(fā)工作。北京奧運(yùn)會(huì)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(huì)提供了自主研發(fā)的 55輛純電動(dòng)鋰電池汽車、 25輛混合動(dòng)力客車、 75輛混合動(dòng)力轎車、 20輛燃料電池轎車，以及 400輛純電動(dòng)場地車等各種新能源汽車為奧運(yùn)會(huì)服務(wù)。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。 1 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(dòng)汽車，利用無污染的綠色能源，實(shí)現(xiàn)汽車能源動(dòng)力系統(tǒng)的電氣化，推動(dòng)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。選用 IR公司的 IR2110作為驅(qū)動(dòng)芯片，高端輸出驅(qū)動(dòng)電流可到 1． 9A，低端輸出驅(qū)動(dòng)電流可到 ，能夠提供 7個(gè)MOSFET并聯(lián)時(shí)驅(qū)動(dòng)電流。 國內(nèi)主要汽車制造商對純電動(dòng)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?的成果。 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。本文 的主要工作歸納為以下幾點(diǎn)： 1． 介紹了他勵(lì)電動(dòng)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。由于他勵(lì)直流電動(dòng)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(lì)直流電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)汽車中一般也是選用他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)作為直流驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。同樣按直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)原理可推得直流電動(dòng)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)。保持他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)電源為額定值，電樞回路不串聯(lián)電阻，通過減小電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流 I(f)，即減弱電動(dòng)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