【正文】 ／O口有輸入／輸出，三態(tài)高阻輸入，也可設(shè)定內(nèi)部拉高電阻作輸入端的功能，便于作各種應(yīng)用特性所需(多功能I／O口)。這樣使程序開(kāi)發(fā)更加方便，工作更可靠。(6)單片機(jī)的工作電壓是否在常用范圍內(nèi)。選擇功能過(guò)強(qiáng)的控制器，則會(huì)造成資源浪費(fèi)，使產(chǎn)品的性能價(jià)格比下降?！?9】第三章系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)本章主要介紹了他勵(lì)直流電機(jī)電動(dòng)汽車(chē)控制器的硬件設(shè)計(jì)，其中包括了控制器整體電路模塊的設(shè)計(jì)、電源模塊設(shè)計(jì)、驅(qū)動(dòng)模塊設(shè)計(jì)、電流檢測(cè)模塊設(shè)計(jì)和通信模塊設(shè)計(jì)等。增大后的電磁轉(zhuǎn)矩即為圖49中的T’，工作點(diǎn)由e點(diǎn)過(guò)渡到φ=φ1的人為機(jī)械特性曲線上的C點(diǎn)。即轉(zhuǎn)速隨電源電壓降低，調(diào)速方向是從基數(shù)(額定轉(zhuǎn)速N(e))向下調(diào)節(jié)，并且電源電壓為不同值時(shí)，其機(jī)械特性的斜率都與固有機(jī)械特性斜率相等，即特性較硬。根據(jù)前述直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)原理可導(dǎo)出直流電動(dòng)機(jī)電樞電動(dòng)勢(shì)Ea為： （）式(2．1)中 P——電動(dòng)機(jī)極對(duì)數(shù)；N——電樞繞組總的導(dǎo)體數(shù)；a——電樞繞組的支路對(duì)數(shù)；φ——電動(dòng)機(jī)每極磁通(Wb)；n——電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(r／min)；c（e）——電動(dòng)勢(shì)常數(shù)。4. 進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試與實(shí)驗(yàn)。以上各國(guó)政府在大力扶持大型汽車(chē)集團(tuán)的同時(shí)，紛紛通過(guò)制定環(huán)保和節(jié)能法規(guī)，采取投資、稅收優(yōu)惠、政府補(bǔ)貼促進(jìn)消費(fèi)的政策，旨在搶占電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)制高點(diǎn)。美國(guó)政府動(dòng)員全美所有科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行電動(dòng)汽車(chē)(Electric vehicle，簡(jiǎn)稱EV)的研究，在1991年，美國(guó)通用汽車(chē)公司、福特汽車(chē)公司、克萊斯勒汽車(chē)公司共同協(xié)議，成立了“先進(jìn)電池聯(lián)合體”(USABC)，共同研發(fā)新一代電動(dòng)汽車(chē)所需要的高性能電池。關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車(chē)，ATmega64，他勵(lì)直流電機(jī)，PID模糊控制目錄摘要……………………………………………………………………………1第一章 緒論…………………………………………3 國(guó)外電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展現(xiàn)狀…………………………………………………3 本課題的任務(wù)和主要工作………………………………………………4第二章 他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的控制理論基礎(chǔ)2．1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速與制動(dòng)…………………………………………52．1．1直流電動(dòng)機(jī)電樞電動(dòng)勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩…………………………………52．1．2 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性………………………………………6第三章系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)3．1系統(tǒng)硬件的整體設(shè)計(jì)方案………………………………………………103．2主控制器MCU的介紹………………………………………………………103．2．1 MCU的選擇……………………………………………………………103．2．2 ATmega64的特性與內(nèi)部結(jié)構(gòu)…………………………………………113．3開(kāi)關(guān)電源模塊……………………………………………………………123．4電流檢測(cè)模塊……………………………………………………………133．5驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)…………………………………………………………163．6電壓檢測(cè)電路……………………………………………………………173．7溫度檢測(cè)電路……………………………………………………………183．8加減速踏板信號(hào)檢測(cè)電路………………………………………………193．9 開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)…………………………………………………………203．10蜂鳴器報(bào)警電路…………………………………………………………203．11通訊模塊電路設(shè)計(jì)………………………………………………………213．12硬件抗干擾的設(shè)計(jì)……………………………………………………223．13本章小結(jié)…………………………………………………………………23第四章系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 電動(dòng)汽車(chē)的控制策略研究………………………………………………244．1．1再生制動(dòng)控制策略……………………………………………………244．1．2驅(qū)動(dòng)控制策略…………………………………………………………244．2 主要任務(wù)模塊的詳細(xì)設(shè)計(jì)………………………………………………264．2．1主程序…………………………………………………………………264． 勵(lì)磁、電樞PWM控制模塊………………………………………………274．2．3 電動(dòng)機(jī)速度測(cè)量……………………………………………………284．3 本章小結(jié)…………………………………………………………………29第五章 總結(jié)…………………………………………………………………30參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………31第一章 緒論 純電動(dòng)汽車(chē)在國(guó)內(nèi)的發(fā)展?fàn)顩r與世界其他國(guó)家一樣，電動(dòng)汽車(chē)研發(fā)工作在我國(guó)也正在如火如荼的進(jìn)行著：“十五”期間，國(guó)家從維護(hù)我國(guó)能源安全、改善大氣環(huán)境、提高汽車(chē)工業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力、實(shí)現(xiàn)我國(guó)汽車(chē)工業(yè)的跨越式發(fā)展的戰(zhàn)略高度考慮，設(shè)立“電動(dòng)汽車(chē)重大科技專項(xiàng)’’，通過(guò)組織企業(yè)、高等院校和科研機(jī)構(gòu)，集中國(guó)家、地方、企業(yè)、高校、科研院所等方面的力量進(jìn)行聯(lián)合攻關(guān)。在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)中，這里主控制芯片采用ATMEL公司的ATmega64芯片。主要包括硬件電路板的設(shè)計(jì)，以及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的軟件部分的仿真調(diào)試。他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能夠很好的運(yùn)行在電動(dòng)汽車(chē)上，性能可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并且節(jié)約了成本，使電動(dòng)汽車(chē)的性價(jià)比大大提高，有利于電動(dòng)汽車(chē)的普及。 國(guó)外電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展現(xiàn)狀近二十多年來(lái)，西方工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家把電動(dòng)汽車(chē)的研究開(kāi)發(fā)看是作解決環(huán)境問(wèn)題和能源問(wèn)題的一種有效手段。而豐田汽車(chē)公司在1996年就已成功地研制出燃料電池汽車(chē)的生產(chǎn)樣車(chē)，并先于其他汽車(chē)廠家在1997年開(kāi)始批量生產(chǎn)混合動(dòng)力電池汽車(chē)，成為環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域和世界電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)化的領(lǐng)頭羊。設(shè)計(jì)系統(tǒng)的程序整體框架、各任務(wù)模塊程序、中斷服務(wù)程序和抗干擾程序。無(wú)論是發(fā)電機(jī)還是電動(dòng)機(jī)，只要電樞旋轉(zhuǎn)切割磁通就有電樞電動(dòng)勢(shì)。圖中所示的負(fù)載為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，在電源電壓為額定值U(e)時(shí)，其工作點(diǎn)為e，電動(dòng)機(jī)為額定轉(zhuǎn)速n(e)；當(dāng)電壓降低到U1時(shí)，工作點(diǎn)為A，轉(zhuǎn)速為n(a)；電壓為U2時(shí)，工作點(diǎn)為B，轉(zhuǎn)速為n(b)等。由于R(a)較小，E(a)稍有減小就能使I(a)增加很多，此時(shí)雖然φ減小了,但它減小的幅度小于I(a)增加的幅度，所以電磁轉(zhuǎn)矩T=c(t) φI(a)還是增大了。為滿足電動(dòng)汽車(chē)行駛時(shí)能有較寬的速度要求，可把降低電樞電壓和減弱磁通兩種調(diào)速方法合起來(lái)實(shí)用，以獲得低速恒轉(zhuǎn)矩、高速恒功率的調(diào)速特性。對(duì)于明確應(yīng)用對(duì)象的系統(tǒng)，選擇功能過(guò)少的控制器，難于完成控制任務(wù)，外圍器件的擴(kuò)展也會(huì)使系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)笨重復(fù)雜從而使精確度降低。(5)芯片工作溫度范圍符合工業(yè)級(jí)、軍品級(jí)還是商業(yè)級(jí)，如果設(shè)計(jì)戶外產(chǎn)品，必須選用工業(yè)級(jí)芯片。這些存儲(chǔ)器可可擦寫(xiě)1000次以上，新工藝AVR器件，程序存儲(chǔ)器擦寫(xiě)可達(dá)1萬(wàn)次以上，基本不再會(huì)有報(bào)廢品產(chǎn)生。AVR的I／O口是真正的I／O口，能正確反映I／O口輸入／輸出的真實(shí)情況。(6)強(qiáng)大的通訊功能。而傳統(tǒng)的開(kāi)關(guān)電源普遍采用電壓型PWM技術(shù)。主要的功能模塊包括：?jiǎn)?dòng)電路、反饋電路、保護(hù)電路、整流電路。通常的做法是在功率變換器的直流母線上安裝電流霍爾或電流互感器以提供電流反饋檢測(cè)量。3．4．2他勵(lì)直流電機(jī)電流檢測(cè)方法他勵(lì)直流電機(jī)控制器要采集的電流信號(hào)是電樞電流信號(hào)和勵(lì)磁電流信號(hào)，電樞電流只有一相，勵(lì)磁電流要采集的信號(hào)有兩相，如圖3．1硬件結(jié)構(gòu)框圖所示，電樞電流采集流過(guò)下橋MOSFET的電流，勵(lì)磁采集流過(guò)H橋下橋MOSFET的電流。開(kāi)關(guān)管管壓降和電流檢測(cè)電路相關(guān)點(diǎn)的波形分析如圖3．5所示。圖3．6為單橋臂的驅(qū)動(dòng)電路的原理圖。3．7溫度檢測(cè)電路在驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的功率電路中利用MOSFET的關(guān)斷與導(dǎo)通來(lái)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。加速信號(hào)處理電路如圖3．9所示。3．11通訊模塊電路設(shè)計(jì)通訊模塊包括JTAG接口和USART接口。3．13本章小結(jié)本章根據(jù)系統(tǒng)提出的要求，提出了硬件電路總體設(shè)計(jì)方案，并詳細(xì)描述了各硬件模塊的電路實(shí)現(xiàn)。5．制動(dòng)。4．1．2驅(qū)動(dòng)控制策略在現(xiàn)代控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，PID控制是應(yīng)用最廣泛的控制策略。 確定系統(tǒng)中連續(xù)變量e，ec的變化范圍，本系統(tǒng)中速度變化范圍為(O3000r／min)。主程序流程圖如圖4．2所示。 // pins PB2 amp。為了提高測(cè)速的實(shí)時(shí)性，測(cè)速處理程序作為定時(shí)器中斷的中斷服務(wù)程序來(lái)處理，詳細(xì)的測(cè)速處理程序流程圖如圖4．12所示。(2)進(jìn)行了軟件的詳細(xì)設(shè)