TPMS是轮胎压力监视系统“TirePressureMonitoringSystem”的英文缩写形式,主要用于在汽车行驶时实时的对轮胎气压进行自动监测,对轮胎漏气和低气压进行报警,以保障行车安全,是驾车者、乘车人的生命安全保障预警系统。 在汽车的高速行驶中,轮胎故障是所有驾驶者最为担心和最难预防的,也是突发性交通事故发生的重要原因。据统计,在国内的高速公路上,由爆胎引发的交通事故占事故总数的70%。在美国,这一比例更高达80%[1]。爆胎造成的经济损失巨大,怎样防止爆胎已成为安全驾驶的一个重要课题,研究表明,保持标准的车胎气压行驶和及时发现车胎漏气是防止爆胎的关键。于是汽车轮胎气压监视系统TPMS(TirePressureMonitoringSystem)应运而生。 TPMS系统主要有二个部分组成:安装在汽车轮胎里的远程轮胎压力监测模块(RemoteTirePressureMonitoring)和安装在汽车驾驶台上的中央监视器(LCD显示器)。远程轮胎压力监测模块直接安装在每个轮胎里测量轮胎压力和温度模块,将测量得到的信号调制后通过高频无线电波(RF)发射出去。一个TPMS系统有4个或5个(包括备用胎)RTPM模块。中央监视器接收RTPM模块发射的信号,将各个轮胎的压力和温度数据显示在屏幕上,供驾驶者参考。如果轮胎的压力或温度出现异常,中央监视器根据异常情况,发出不同的报警信号,提醒驾驶者采取必要的措施;同时驾驶员可以根据实际情况设定温度和压力报警上下限。 随着中国经济的持续发展,汽车越来越多地进入普通家庭,对汽车安全性能的要求越来越高,因此、研究高性能、高可靠性的汽车轮胎压力检测系统有着十分重要的现实意义。
上传时间: 2013-06-06
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微型燃微型燃气轮发电机组由涡轮机、压缩机、燃烧室、回热器、轴承、高速发电机、电力变换系统、喷油系统等部分组成。它是一种环保型发电装置,它可用作常规机组或紧急备用电源,也可以用于分布式发电及冷热电联供系统、汽车混合动力系统和微型燃机-燃料电池联合系统等领域。因此,研究这种动力装置具有很重要的实用意义。 本文在分析了微型燃气轮发电机组及其控制技术发展现状的基础上,根据设计要求,机组控制系统应能保证机组安全稳定运行,保证机组在任何情况下,不发生超温、超转现象。同时应考虑机组从点火、加速、直至额定运行过程中,使机组能够充分预热,以降低对机组的热冲击,提高机组寿命。机组转子转速达到95%额定转速后投入按额定转速控制的闭环控制,保证发电机输出电压和电力输出单元稳定工作。当发生一般性故障(按给定列表)且为无人职守状态时,机组控制系统应正常停车:当机组发生一般性故障且为有人职守时,机组控制系统应发出声光报警。当机组发生严重故障时机组控制系统应发出声光报警并紧急停车。同时还应考虑设置机组调试时所需的与其它通信的数据接口。提出了微型燃气轮发电机组控制系统的设计方案。 根据确定的方案和工程实际要求,完成了控制系统的结构、硬件和软件的设计。以西门子S7-300PLC及相关的开关量输入模块、开关量输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块作为发电机组的中心控制单元。完成了各PLC模块硬件连接电路的设计,以及系统供电电路的设计,并完成了微型燃机发电机组的起动控制、检测报警及停车控制的软件设计。编程采用梯形图语言,使程序更具可读性。 本文采用德国西门子S7-300PLC及配套的I/0卡件作为微型燃机控制系统的主控制器;选用沈阳工业大学研制的全自动浮动式充电器作为电机的启动直流电源;采用启停自锁逻辑解决了在停车后彻底切断电瓶负载的问题。
上传时间: 2013-04-24
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电气驱动系统是电动汽车的心脏,主要由驱动电机、功率变换器和控制器等三个子系统构成。本文以TI公司的TMS320LF2407A为系统控制核心,富士公司的IPM模块为逆变器开关器件,运用空间矢量技术,设计了异步电机变频调速控制系统。 论文在异步电机数学模型基础之上,分析了转速闭环转差频率控制系统以及矢量控制系统的控制策略和实现方法;为了给控制系统提供电源,论文设计了使用UC3843作为控制核心的反激型开关稳压电源,介绍了UC3843以及电源电路的工作原理及设计;论文详细设计了控制系统的主电路、控制电路以及保护和告警电路;针对电动汽车电机控制器运行环境复杂,处在大量的干扰中,论文从电路板PCB的设计以及控制器机箱内部布局布线等方面充分考虑了其电磁兼容性;根据现场调试的经验,在实验室中使用磁粉制动器模拟电机负载搭建了异步电机试验台,实验结果表明了控制系统具有良好的调速性能和较宽的调速范围。
上传时间: 2013-04-24
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本文对燃料电池车用DC/DC变换器的基本原理以及控制策略进行了较为详尽的分析和讨论,对基于ARM的DC/DC变换器控制系统的软硬件设计作了较为详尽的论述,对控制系统的电磁兼容作了详细的研究并给出了提高电磁兼容能力的措施。本文介绍了本课题研究的背景,燃料电池电动汽车的特性和研究的目的与意义并分析了大功率DC/DC变换器主电路的拓扑结构、工作原理和电磁兼容环境。在此基础上,从控制电路的最小系统、检测系统、脉冲发生系统以及驱动电路、CAN通讯电路等方面重点讨论了DC/DC变换器控制系统的硬件设计以及驱动电路的设计。本文在DC/DC变换器电感电流连续状态空间小信号数学模型的基础上,应用MATLAB软件对大功率DC/DC变换器单环控制系统进行了建模和仿真分析,给出了具有实际指导意义的结论,设计了基于ARM控制系统的软件结构并编写了相应的软件代码。此外,本文从硬件和软件两个方面重点讨论了控制系统的电磁兼容以及抗干扰措施。在系统硬件和软件基础上进行了功率试验并给出了试验结果以及今后改进的方向。
上传时间: 2013-05-28
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装备多个电机的分布式驱动电动车,由于其特殊的布置形式而在提高汽车操纵稳定性方面具有令人瞩目的潜力。本课题针对双电机分布式驱动电动车中速度位置传感器信号的处理,以及实施车体稳定性控制的上位机与电机控制器间信息交换开展了研究。 双电机分布式驱动电动车中使用了旋转变压器作为电机转子(车轮)速度位置传感器。本文采用旋转变压器/数字转换器(RDC)芯片AD2S90实现旋变信号的解调,此方案成功应用在分布式驱动电动车永磁同步电机控制系统中;同时提出了使用TMS320F2812,运用过采样、数字滤波技术直接解调旋变信号的软件方案,此方案的优点在于省去了RDC芯片的成本,同时可以方便的改变算法参数,在系统硬件、软件算法时间耗费和滤波特性之间做出灵活的选择。 采用CAN总线通讯技术实现上位机与两电机控制器间的转矩和速度信息交换。课题进行了车体CAN通讯软硬件设计。基于CAN总线的分布式驱动电动车运行稳定,电机转矩响应迅速。CAN通讯满足了车体稳定性控制的实时性和可靠性要求,同时具有极佳的扩展能力。
上传时间: 2013-07-07
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随着世界范围内的能源危机越来越严重,每个国家都投入了极大的热情开发新型节能型产品,而且整个社会的节能意识越来越高。我国2005年广东发生的油荒现象已经造成了局部能源恐慌,所以节能问题受整个社会关注的程度越来越高。 我国传统螺杆泵采油系统的地面驱动部分采用异步电机加变速箱,长期以来存在“大马拉小车”现象,系统效率和经济效益低下,耗能非常严重。 永磁无刷直流电机在进入21世纪后,以其较高的效率和优异的控制性能保持较高的发展势头,已广泛用于社会生活的方方面面,如比家电行业,汽车行业和工业控制等等。 本文基于ST7MC设计了应用于油田螺杆泵的永磁无刷直流电机驱动系统。通过大量的资料和文献阅读,首先从无刷直流电机的结构和原理开始介绍,在建立无刷直流电机的数学模型基础上,对整个控制系统的硬件和软件结构进行了详细说明,给出了正弦波控制策略的频率和相角估算方法。 基于本控制系统的设计方案完成的6.5KW无刷直流电机控制系统已经成功在油田上试运行,通过大量的负载试验和井上运行试验验证了该系统达到了较高的系统的效率和经济效益。并取得了预期的节能效果。
上传时间: 2013-04-24
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在目前全球能源危机和温室效应越来越严重的情况下,电动车(Electric Vehicle)以其无污染、低噪声、效率高,便于操作等优点,越来越受到人们的青睐。本课题与华中科技大学辜承林教授联合,为苏州益高电动车辆制造有限公司设计旅游车无刷电机驱动系统。课题结合现代CPU技术、数字技术和电力电子技术,设计了一款以无位置传感器无刷直流电机为动力的大功率汽车轮毂驱动控制器。 本课题采用辜老师设计的“横向磁通无刷直流电动机”为控制对象。本文首先分析了无刷直流电机的数学模型和无位置传感器的反电势过零点检测的基本原理,从整体上对控制系统的各个方面进行了讨论并确定了整体设计方案。在课题中,本人采用DSP 2407A作为控制核心,以功率MOS管为逆变器件,研制出系统硬件,用C语言编制了系统软件。鉴于该课题在大电流等级的无刷直流电机应用中,国内外尚无先例,本项目在开发实验中,对无位置传感器无刷电机的起动和反电势过零检测作了大量的研究工作,取得许多有益的科研实践经验。通过对电机的起动过程和位置检测方法进行的一些有效改进措施,使得电机达到较好的运行性能和操控特性。 实验结果表明本项目设计方案有效可行,研制的无位置传感器无刷直流电机控制器达到设计的预期基本性能指标。
上传时间: 2013-04-24
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混合动力电动汽车(HEV)作为降低城市汽车尾气污染、减少油耗和调整能源结构的行业新技术,前景十分广阔,日益受到人们的关注,其开发也成为新的热点。驱动电机及其控制系统是HEV的核心部分,其性能的优劣很大程度上决定了车辆的动态性能,因此对其进行研究具有重要的理论意义和应用价值。 本文主要研究混合动力车用交流驱动电机控制系统,以高性能的数字信号处理器(DSP)为核心,采用转子磁链定向矢量控制(FOC)算法,设计了一种基于DSP的交流驱动电机控制器。主要研究内容如下: 首先,在分析国内外研究状况和比较几种常用驱动电机的基础上,结合HEV对驱动电机的特性要求,选择交流异步电机作为HEV的驱动电机和基于转子磁链定向的矢量控制技术作为系统开发方案。 其次,以交流异步电机的动态数学模型为基础建立了转子磁链位置的电流计算模型,实现交流电机转矩和励磁电流分量的有效解耦。结合矢量控制理论及电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术给出了混合动力车用驱动电机矢量控制系统结构框图。 最后,以一台5kw异步电机作为控制对象,搭建了系统主电路。系统控制电路以TMS32OLF2407A DSP为核心,由电流、电压及速度等检测模块和CAN总线通信模块组成。系统以CCS2集成开发环境为平台,采用汇编语言编程,设计了基于DSP的矢量控制具体的软件实现方法,实现了全数字化的HEV驱动电机矢量控制系统。论文给出了驱动电机运行的调试结果并进行了分析。 实验表明该控制系统响应速度快,电压利用率高,动态性能好,能够满足HEV对驱动电机动态和静态性能的要求,对开发出低成本、高性能的电机驱动控制系统具有实用价值。
上传时间: 2013-07-06
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随着环境污染的恶化和能源危机问题的凸现,低污染、高节能的电动汽车的研究和应用成为当今汽车产业的发展趋势。作为电动汽车所必须的辅助设备—充电电源,其安全性、高效性及便携性是影响电动汽车广泛推广的关键因素。因此,发展高效可靠的充电电源已成为电动汽车领域的重点研究方向之一。本论文以移相全桥直流变换器为基础,系统研究了移相全桥变换器控制策略和电路拓扑中的重要问题,研制一套适用于电动汽车的充电电源。论文的主要研究工作包括: 介绍电动汽车充电电源的充电方式以及软开关全桥技术,并对蓄电池的各种充电方式进行比较。 分析了移相全桥直流变换器的基本原理,对现今的几种零电压零电流(ZVZCS)移相全桥变换的主电路拓扑比较,选择一种具有副边简单辅助电路的移相全桥作为主电路拓扑,结合所需电源的具体参数,对主电路拓扑各元件进行设计,对主电路的工作过程分析,建立了其等效电路小信号模型。利用MATLAB中的SIMULINK仿真模块对主电路进行仿真,证明了主电路参数设计的合理性。 设计了以DSP为控制核心的电源系统,实现移相全桥控制、输出电流电压调制和过流过压保护等功能,采用中断功能实现移相PWM脉冲的软件生成方法,给出了系统主程序、中断服务程序、键盘及LCD显示的程序流程图。 最后给出样机的实验结果和分析。结果表明,在任何负载下,超前臂能够较好的实现零电压开关,在小于半载的情况下,滞后臂能够较好实现零电流开关。
上传时间: 2013-05-29
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20世纪90年代以来,为了缓解能源和环境对人类生活和社会发展的压力,世界各国都投入了大量资金开发电动汽车。在日本、美国、法国等汽车强国已经开发出一些商品化的电动汽车。我国在“十五”期间,国家电动汽车重大科技专项确立以燃料电池汽车、混合电动汽车、纯电动汽车以及相关的多能源动力总成控制、驱动电机、动力蓄电池及燃料电池等关键零部件研发。 与其它驱动电机相比,永磁同步电动机具有高效率、高功率密度和良好的控制特性,受到人们的普遍关注,越来越多地应用于电动汽车的驱动装置中。本文课题以印度REVA公司小型纯电动汽车驱动用永磁同步电动机及其控制器为研究对象,对永磁同步电动机本体及控制器硬件进行了比较深入的研究,设计并制作了永磁同步电动机试验样机以及基于TMS320LF2407A DSP的永磁同步电动机控制器,在此基础上展开了初步试验研究。 本文首先比较了当前常用电动汽车驱动电机的特点,并综述了电力电子和计算机控制技术在汽车驱动中的应用;然后分析永磁同步电机气隙磁场对电机性能的影响,针对电动汽车驱动电机的特点,提出了T形转子永磁同步电动机,不仅使永磁同步电动机的气隙磁场接近正弦同时解决了高速运行时磁钢的固定问题;同时,制作了基于TMS320LF2407A DSP和IPM模块的永磁同步电动机矢量控制器,并对控制器进行了驱动无刷直流电动机的负载实验和永磁同步电机的空载实验;最后,分析永磁同步电机矢量控制的数学模型,并建立了永磁同步电机的SVPWM驱动的仿真模型,进行了id=0的矢量控制系统仿真,研究了永磁同步电机参数对系统动态响应的影响。
上传时间: 2013-07-23
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