【正文】 減弱磁通量的方法來(lái)調(diào)速。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。而前兩種調(diào)速方法目前用得較多，并也是電動(dòng)汽車(chē)中需配合采用的方法，現(xiàn)分別具體介紹如下：(1) 降低電源電壓的恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速保持他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的磁通為額定值，電樞回路不串電阻，若將電源電壓分別降低為UUU3等不同數(shù)值時(shí)，則可獲得與固有機(jī)械特性平行的人為機(jī)械特性，如圖2．1所示。電動(dòng)勢(shì)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(duì)于一臺(tái)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： 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(guò)對(duì)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。電磁轉(zhuǎn)矩是指直流電動(dòng)機(jī)的電樞繞組流過(guò)電流時(shí)，這些載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中所受力而形成的總轉(zhuǎn)矩。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)。電樞電動(dòng)勢(shì)是指直流電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，電樞繞組切割氣隙磁通所產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)。因此，需要給出直流電動(dòng)機(jī)電樞電動(dòng)勢(shì)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(shuō)明如何改變方程式中的相關(guān)參數(shù)來(lái)獲得所需人為機(jī)械特性。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)為了滿(mǎn)足各種生產(chǎn)機(jī)械對(duì)負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性的要求，在實(shí)際應(yīng)用中需通過(guò)設(shè)法改變電動(dòng)機(jī)的各種控制參數(shù)來(lái)達(dá)到所需的人為機(jī)械特性。4. 進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試與實(shí)驗(yàn)。3. 討論系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)。2. 討論系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)。 本課題的任務(wù)和主要工作本文在廣泛查閱相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)基于ATmega64的他勵(lì)電機(jī)電動(dòng)汽車(chē)控制系統(tǒng)。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)。1998年日本東京電力公司聯(lián)合日本電池公司，共同開(kāi)發(fā)了“ZA一牌電動(dòng)汽車(chē)，該電動(dòng)汽車(chē)采用了高新技術(shù)，使其具有當(dāng)時(shí)EV的世界最高水平。英國(guó)、意大利等歐洲國(guó)家都在開(kāi)展電動(dòng)汽車(chē)的研發(fā)工作。法國(guó)政府推出“PREDIT m2002／2006計(jì)劃，并給購(gòu)買(mǎi)EV的用戶(hù)提供5000法郎的補(bǔ)貼。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(chēng)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。最近，比亞迪公司新推出一款商業(yè)化的電動(dòng)汽車(chē)比亞迪e6，為我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)做出了重大貢獻(xiàn)。北京奧運(yùn)會(huì)期間，奇瑞、長(zhǎng)安、東風(fēng)、一汽、京華及福田等汽車(chē)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(chē)、25輛混合動(dòng)力客車(chē)、75輛混合動(dòng)力轎車(chē)、20輛燃料電池轎車(chē)，以及400輛純電動(dòng)場(chǎng)地車(chē)等各種新能源汽車(chē)為奧運(yùn)會(huì)服務(wù)。我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)重大科技專(zhuān)項(xiàng)實(shí)施4年來(lái)，經(jīng)過(guò)200多家企業(yè)、高校和科研院所的2 000多名技術(shù)骨干的努力，目前已取得重要進(jìn)展：燃料電池汽車(chē)已經(jīng)成功開(kāi)發(fā)出性能樣車(chē)，燃料電池轎車(chē)?yán)塾?jì)運(yùn)行4000km，燃料電池客車(chē)?yán)塾?jì)運(yùn)行8000km：混合動(dòng)力客車(chē)已在武漢等地公交線路上試驗(yàn)運(yùn)行超過(guò)140000km：純電動(dòng)轎車(chē)和純電動(dòng)客車(chē)均已通過(guò)國(guó)家有關(guān)認(rèn)證試驗(yàn)。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(zhuān)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)。針對(duì)他勵(lì)電機(jī)電動(dòng)汽車(chē)的控制特性，提出了節(jié)能控制算法和最大轉(zhuǎn)矩控制算法，用于提高電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航里程和加速性能。對(duì)于電流檢測(cè)模塊，本文沒(méi)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(cè)電路，這種方式即節(jié)約了成本也保證了檢測(cè)精度。電源模塊采用基于UC3842的開(kāi)關(guān)電源電路。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。以開(kāi)發(fā)出高可靠性、高性能指標(biāo)、低成本并且具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的電動(dòng)汽車(chē)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)為目的。摘要在當(dāng)前全球汽車(chē)工業(yè)面臨金融危機(jī)和能源環(huán)境問(wèn)題的巨大挑戰(zhàn)的情況下，發(fā)展電動(dòng)汽車(chē)，利用無(wú)污染的綠色能源，實(shí)現(xiàn)汽車(chē)能源動(dòng)力系統(tǒng)的電氣化，推動(dòng)傳統(tǒng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型，在國(guó)際上已經(jīng)形成了廣泛共識(shí)。本課題以電動(dòng)汽車(chē)他勵(lì)電機(jī)控制器為例，以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車(chē)的加、減速，起、制動(dòng)等基本功能以及一些特殊情況下的處理。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。功率模塊采用多MOSFET并聯(lián)的方式，有效的節(jié)約了成本。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，能夠提供7個(gè)MOSFET并聯(lián)時(shí)驅(qū)動(dòng)電流。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)中，主要實(shí)現(xiàn)的功能為：開(kāi)關(guān)量的檢測(cè)處理，故障檢測(cè)，串口通訊，勵(lì)磁、電樞控制，報(bào)警功能等。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?xún)r(jià)比大大提