混合动力汽车电机驱动单元

字数:26215,页数:81   论文编号:TX137

摘    要
本设计根据混合动力汽车电机驱动系统实验室研究的需求，建立一套混合动力汽车的电机驱动单元与其他单元（如整车主控单元）进行信息传递的通讯系统。一方面实现其他单元为电机驱动单元提供操作命令（如转速给定，电流给定等），另一方面将电机驱动单元的一些运行状态参量传送给其他单元。
为完成此目的，本文针对混合动力的结构特点和实验室条件设计了两套通讯系统。其一，由于混合动力汽车目前各单元的通讯主要用CAN总线通讯方式，本文采用DSP与DSP之间的CAN总线通讯来模拟混合动力汽车电机驱动单元与其他单元的通讯；其二，为了方便调试电机驱动单元，本文设计了电机驱动系统单元与普通PC机的通讯系统。上位机用LabVIEW软件平台通过RS-232串口传递数据，将控制命令及控制参数（如KP和 KI）传递给以TMS320F2812为主控制芯片的电机驱动单元，同时将电机驱动单元的电机运行状态（如转速、电流）通过RS-232上传给上位机，上位机用LabVIEW接收用以存储和显示，为实验分析提供数据依据。
本设计一共完成以下几部分内容：
（1）查阅资料完成混合动力汽车电机驱动单元的信号分析，设计通讯信号的CAN总线通讯协议和串口通讯协议。
（2）完成基于DSP的CAN总线和串口数据通讯程序的编写和初步调试。
（3）完成上位机LabVIEW接收和发送程序设计，设计控制界面及转速、电流等参量的实时曲线显示。
（4）电机驱动单元信号采集前向通道的硬件电路设计及计算机仿真。

关键词：数字信号处理器；控制器局域网；串口；实验室虚拟仪器工程平台
Abstract
According to the design of hybrid vehicles motor drive system laboratory research needs, the establishment of a hybrid electric vehicle motor drive unit with other units (such as vehicle control unit) to the transmission of information communication systems. On the one hand, the achievement of the other units for motor drive unit provided command (such as speed to be, given current, etc.), on the other hand motor drive unit will be running some of the parameters sent to other units.
To accomplish this goal, this paper, hybrid and the structural characteristics of the two sets of laboratory conditions designed communication system. First, because hybrid vehicles currently the communications unit of the main means of communication with CAN bus, the paper used between the DSP and DSP CAN bus communications to simulate the hybrid electric vehicle motor drive unit with other units of communication; secondly, In order to facilitate debugging motor drive unit, the paper design of the motor drive system units and ordinary PC-communications systems. Computer use LabVIEW software platform through RS-232 serial transmission of data, will control command and control parameters (such as KP and KI) transfer control of the main chip TMS320F2812 give the motor drive unit, while the electrical motor drive unit operation Status (such as speed, current) through the RS-232 uploaded to the PC, PC use LabVIEW to receive storage and display, for the analysis of data based on experiments.
This design has completed part of the contents of the following:
(1) access to information to complete hybrid electric vehicle motor drive unit of the signal analysis, design communications signals in the CAN bus communication protocol and serial communication protocol.
(2) completed DSP-based CAN bus and serial data communication procedures in the preparation and initial debug.
(3) completed the top-LabVIEW receive and transmit programming, interface design and control speed, current and other parameters of the real-time display.
(4) motor drive unit to the channel signal acquisition before the hardware design and computer simulation.

Keywords：DSP; CAN; Serial; LabVIEW
目    录
摘    要 I
Abstract II
第1章  绪论 1
1.1 混合动力汽车发展现状 1
1.1.1 国外混合动力汽车发展 1
1.1.2 国内混合动力汽车 3
1.1.3 混合动力汽车的分类 5
1.2 电机驱动单元的发展现状 7
1.2.1 驱动电机类型及性能比较 7
1.2.2 驱动电机控制的研究现状 9
1.3 课题的研究内容及最终目标 11
第2章 并联式混合动力汽车 13
2.1 并联混合动力汽车比较 13
2.2 并联混合动力汽车控制策略比较研究 15
2.2.1 并联混合动力汽车结构与功能 15
2.2.2 控制策略比较 15
第3章   电机驱动系统CAN总线模块设计原理 18
3.1 电机驱动单元CAN总线协议 18
3.2 电机驱动单元CAN模块设计 22
3.2.1 CAN硬件部分连接 22
3.2.2 CAN模块软件设计 23
3.3 电机驱动单元CAN初始化程序 26
第4章 电机驱动系统串行通讯接口模块设计原理 30
4.1 电机驱动单元串行通讯接口协议 30
4.2 电机驱动系统串行通信接口模块 32
4.2.1 电机驱动单元串口的硬件连接 32
4.2.2 电机驱动单元串口软件设计 34
4.3 串行通讯接口主程序 36
第5章 电机驱动单元通讯模块软件调试及结果 38
5.1 调试过程 38
5.2 电机驱动单元CAN模块和串口模块程序调试结果 40
第6章  电机驱动系统采样电路原理及仿真 42
6.1 采样电路原理 42
6.2 采样电路及仿真结果 43
第7章 混合动力汽车实验室试验平台的建立 51
7.1 实验平台LabVIEW模块设计原理 51
7.1.1 VISA库中的串口通讯函数 53
7.1.2 平台设计要求 57
7.2 平台前面板和程序框图设计 58
7.2.1 算法设计 58
7.2.2 程序的实现 61
第8章 结论 63
参 考 文 献 64
致    谢 67
附    录 68