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1、精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结11226214自动化三班王 坚日期基于 TMS320F2812 的电动汽车驱动系统设计姓名陈 逸 武学号班级 指导老师完 成2021/5/20可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结目录第一章 引言1其次章 驱动系统的硬件设计22.1 把握电路设计22.2 功率主回路的设计22.3 滤波整形电路设计3第三章 系统的把握策略43.1 速度运算和调剂43.2 电流运算和调剂4第四章 系统的软件设计5笫五章 试验结果与结论6致谢7参考文献8附录 tms320f2812引脚图9可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结摘要
2、针对当前电动车运行效率低，稳固性差的特点，提出了新型电动汽车驱动系 统的设计方法。系统以高性能 DSP 芯片 TMS320F2812作为把握核心，通过传感器实时采集相电流和转子转速信号，从而实现模糊正比例算法的双闭环把握。试验结果说明，该系统具有性能好、结构简洁、牢靠性高等特点。关 键 词 ： 电 动 汽 车 。 无 刷 电 机 。 驱 动 。 双 闭 环 控 制可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结AbstractIn view of the current characteristics of the development of electric vehicle，s anew
3、type of small and medium-sized electric vehicle drive system is designed.Ahigh-performan ce DSP chip TMS320F2812 is used as control cor，e through thereal-time sampling of t he phase current and rotor speed signal by sens，orthedouble-loop control is achieved.The experimental results show that the sys
4、tem has ahigh-performan，cesimple structure， high reliability.Keywords： electricvehicle 。 brushless motor 。 drive 。 double closed-loop control可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1 引言电动汽车具有无污染，噪声低等优点，而传统中小型电动车把握器多接受基于有刷直流电机的把握系统，该系统属于机械换向，运行效率低。为此设计了一种基于无刷直流电机的把握系统，整个系统的主控芯片为TMS320F2812型 DSP，并针对无刷直流 电动机非线性、 强耦合、多
5、变量以及传统把握方法难以进行优良把握的特点，接受了双闭环把握，以使系统更加稳固牢靠1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2 驱动系统的硬件设计系统中的 DSP依据外设输入模拟和数字信号确定电机的运行状态和转动速度，通过转变 PWM波的占空比和功率管的导通次序，达到把握电机的目的。并采集安装在电机电枢上的霍尔位置传感器发出的信号，对电机进行实时位置检测和速度运算。系统硬件框图如图 1 所示。系统框图图12.1 把握电路设计系统以 TMS320F2812作为整个电动汽车驱动 系统的核心。 TMS320F2812为 32位定点 DSP把握器，是目前数字把握器领域中最先进的处理器之一，采样
6、频率高达 150MH，z 大大提高了把握精度和芯片处理才能，其丰富的外设接口特殊适用于运动把握领域 2 。 在系统中设置 DSP上的 EVA为通用定时器工作方式， EVB为捕捉工作方式。第一采集脚踏板信号，脚踏板类似于 05k 的电阻器， 将电瓶电压分压后输入 DSP的 A/D 采集口，将采集到的电压与预先设置的最大转速对应电压相比后，即可确定给定电机转速。当实际转速与给定转速存在偏差时，通过模糊正比例算法直接转变比较寄存器的值以转变输出PWM占空比，从而调剂无刷电机的速度。为了实现无噪声操作，削减电瓶的损耗，PWM接受高频设计，依据工业标准设为 20kHz。 在把握三相电机时，转子位置信号的
7、猎取特殊关键。设计中考虑实际，选择了技术更加成的熟霍尔位置传感器。将相位差为120的霍尔传感器安装在电机电枢上，通过DSP捕捉口捕捉霍尔元件发出的高速脉冲信 号，实现转子的转动位置检测 3可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结功率主回路图 22.2 功率主回路的设计接受由 6 只功率 MOSFE场T 效应管组成的三相全控桥作为功率变换元件，任意时刻有两相绕组导通，第三相绕组处于悬空状态。功率管有6 种触发状态，每次只有两只管子导通，每隔 60电角度换相一次，每次换相一个功率管，每一个功率管导通 120电角度。功率主回路如图 2 所示。 由于 DSP属于低功耗处理器，输出的 PWM信号
8、驱动才能较弱，无法直接驱动MOSFE。T接受上散热片，起到散喜爱惜作用 . A 口, 以便能准时关闭 PWM波输出并使电机停止运转。2.3 滤波整形电路设计在实际应用中，霍尔位置传感器输出的电机位置信号往往抖动很大，需经过 滤波整形再输入到 DSP捕捉口。 具体电路如图 3 所示。设计中所用霍尔传感器输出的位置信号为 5VTTL电平，因此信号须经过5 3.3V 电压转换再输入到 DSP口。霍尔电路图图 3可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3 系统的把握策略为使系统具有良好的调速性能，可将其设计为 双闭环系统把握（速度外环和电流内环），结构框图 如图 4 所示。 为了简化电路设计，
9、速度调剂和电流调剂均用软件编程实现。3.1 速度运算和调剂速度作为外环，接受模糊把握方式，以获得正确的动态成效。由于查表法 比较简洁在微处理器上实现，所以系统接受查表法来实现模糊把握法。该算法中的输入变量为电动机转速，输出变量为电枢电流。设输入量电动机转速偏差E 的基本论域为 -50 ， 50 ，模糊论域 X=-6 ，6 ，就误差因子 e 的量化因子Ke=6/50=0.12 ，语言变量选取 7 个语言值： S3，S2，S1， CE，L1，L2，L3。设转速偏差变化 EC的基本论域为 -20 ，20 ，模糊论域 Y=-6 ， 6 ，就误差因子 ec 的量化因 Kec=6/20=0.3 ，语言变量
10、选取 5 个语言值 PB， PS，ZO，NS， NB。设输出电枢电流 U基本论域为 -60 ， 60 ，模糊论域 Z=-6 ，6 ， 就误差 u 的量化因子Ku=6/60=0.1 ，语言变量选取 7 个语言值 PB， PM，PS， ZO，NS，NM，NB。选取三角形作为隶属曲线。 依据专家学问和娴熟操作人员的体会积存，对电机运行时输入输出变量的变化规律，总结出基于ifEandECthenU 指令的 19 条模糊规章，由模糊规章可列出模糊规章表，如表1 所示。 系统在离线运算基础上，可建立模糊把握器查询表。运算出查询表后，将其事先存于运算机储备单元中，并编制 一个查找查询表的子程序。模糊规章表表
11、 13.2 电流运算和调剂电流调剂接受比例调剂，公式如下： COM（P K）=COM（P K-1）+KpcIDC_ERROR（K）（ 1） 式中： COM（P K）为产生的 PWM的比较值。 IDC_ERRO（RK）为第 K 次电流偏差。 Kpc 为电流比例系数。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结4 系统的软件设计在系统软件框架设计时，设置时基来调度全部的子程序。时基用定时器来实 现，每个子程序都设置一个计数值，定时器中断时，计数值加1， 达到计数值后置标志位。在主循环中，依据标志位执行该子程序。这样每个子程序都能够在 确定时间间隔内执行一次，确保子程序所占用的执行时间，保证了程
12、序的牢靠性。软件使用 DSP上 16 位定时器 1 作为时基，每 200 s 产生一次定时中断。依据不同实时性要 求，设置每 4ms进行一次 A/D 采集， 之后进行电流调剂，每10ms进行一次转速运算，之后进行转速调剂。将CAP4CAP6口设置为捕捉口，每发生一次脉冲跳变，就产生一次中断，并在中断子程序中判定电机转动位置， 调用换向程序。图 5 示出主程序流程。程序流程图图 5可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结5 试验结果与结论在试验平台上，以 1kW电机作为试验对向，给定转速为 1500r min-1 ， 并带有轻量负载，仿真波形如图 6 所示， 试验波形如图 7 所示。图
13、7a 为安装在转子上的 3 个传感器 T1，T2，T3 输入的位置检测波形。 试验结果说明，系统能够较好的完成对无刷直 流电机的把握，整个把握方案切实可行，适用于电动车的生产与应用。给定转速的仿真波形图试验波形图 7可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结致谢感谢百度文库对这次论文的理论支持 感谢曹波 . 谢利理. 王博教授的论文参考可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结参考文献1 张琛. 直流无刷电动机原理及应 M. 北京：机械工业出版社， 1996.2 徐科军， 张瀚，陈智渊 .TMS320X281XDS原P 理与应用 M. 北京：北京航空航天高校出版社， 2006. 3ImplementationofaSensorlessSpeedControlledBrushlessDCdriveusingTMS3 20F240S.TexasInstrument， 1997.4 TexasInstrumentsIncorporated.TMS320C28X系列的 CPU与外设 M 张卫宁，译北京：清华出版社， 2005可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结附录 tms320f2812 引脚图可编辑资料 - - - 欢迎下载