文档介绍:智能(zhì nénɡ)电动车专题
-------基本(jīběn)软硬件设计
第一页,共68页。
系统(xìtǒng)组成
MCU
电 机
速度控制
数据输入
电 路
显示电路
舵机控制
路径检测
速度检测
电源电路
第二页,共68页。
系统(xìtǒng)逻辑图
M
3~
电压(diànyā)
检测
速度(sùdù)
检测
电流
检测
温度
检测
电流
检测
MCU
显示
电子油门
开关接口
PWM
发生器
驱动
电路
2
通讯
开关控制
路径检测
舵机控制
第三页,共68页。
软件架构
电机的整个程序(chéngxù)采用前后台模式的程序(chéngxù)结构
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提纲(tígāng)
关键技术
系统总体设计
芯片选型
最小系统
电源和振荡
数据采集和通讯
速度采集
电机驱动和电流采样(cǎi yànɡ)
保护电路设计
电池充电控制
电动小车编程
智能算法加载
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智能(zhì nénɡ)车关键技术
关键技术包括汽车技术,电气技术,电子技术,信息技术和化学技术
车身设计 改造或者专门设计。整车质量,风阻和滚动阻力直接影响续航里程,爬坡能力加速能力和最高车速
电力驱动
能源系统 要求高的比能量和能量密度,高的比功率和功率密度,快充和深放电的能力,寿命(shòumìng),自放电率,充电效率,安全性和成本,维护,对环境的危害性。
能量管理系统 最大限度的利用有限的车载能量,增加行驶里程。优化系统的能量分配,预测电源的剩余能量和剩余里程,提供最佳的驾驶模式,合理的调整再生能量,合理调整温度控制方式,自动调节灯光照明强度,分析电池的工作历史等
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电力驱动(qū dònɡ)系统及其要求
单电机或者多电机
变速器的选用
电机安装(ānzhuāng)方法轮式或轴式
对驱动系统的要求 低速度高转矩高速低转矩 宽的转速范围 快速的转矩响应 高的效率 能量回收效率 健壮性 成本低
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电力(diànlì)驱动系统的组成
电动机
串励直流,并励直流,他励直流,永磁直流,感应电机,永磁同步,开关磁阻
功率转换器件 GTO(可关断晶闸管),BJT(功率晶体管),MOSFET(功率场效应管),IGBT(绝缘珊双极晶体管),IPM(智能功率模块)
电子控制器 模拟电路、工控机,ASIC,MPU,MCU,PLC,DSP,FPGA/CPLD
控制策略 VVVF(变频变压),FOC(矢量(shǐliàng)控制),MRAC(模型参考自适应控制)NNC(神经网络),FUZZY(模糊控制)
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控制(kòngzhì)单元选型
专用(zhuānyòng)控制芯片ASIC
工业(gōngyè)控制用计算机
单片机
ARM
PLC
CPLD/FPGA
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电机控制的实现(shíxiàn)方式
模拟电路接线方式
最早的实现方法,采用运放等分立元件,实时性好,电路复杂,零点漂移,温度漂移,界面不友好
工业控制用计算机功能强大,高速,运算和接口能力强,方便的软件环境。成本高,体积大
专用运动控制芯片ASIC
由专用芯片组成的运动控制系统(xìtǒng)保持了模拟控制系统(xìtǒng)和微处理器控制系统(xìtǒng)两方面的优点,具有响应速度快、集成度高、可靠性好、价格便宜等优点。目前己广泛应用于电动自行车,点钞机等精度要求低、成本敏感场合。但现有的专用大都己固定控制算法,不能根据需要进行修改。
单片机
较强的控制功能,成本低,使用量最大,数字处理能力一般,用于一般的电机控制场合。
PLC可编程控制器,只能完成逻辑判断定时,计数和简单的运算,只能用于简单的电动机控制 。专门为工业环境下而设计的数字操作的电子装置。
微处理器,ARM/x86
资源的共享与交互性好。在对嵌入式操作系统(xìtǒng)(uCOSII/ucLinux/Linux/WinCE/VxWorks等)比较好的支持,因此开发效率比较好.
DSP,有为电机控制应用所需的外围功能。如TMS320F2407
CPLD/FPGA基于FPGA/CPLD的专用运动控制SOPC(系统(xìtǒng)在可编程芯片上,即系统(xìt