基于DSP的電動汽車控制器的設(shè)計

1、基于基于DSPDSP的電動汽車控的電動汽車控制器的設(shè)計制器的設(shè)計 專專 業(yè)：業(yè)： 學(xué)學(xué) 號：號： 姓姓 名：名： 指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師：研究概述 研究背景研究背景全球能源的消耗過大生態(tài)壞境因遭受污染所產(chǎn)生的惡化 研究意義研究意義 國內(nèi)外研究狀況國內(nèi)外研究狀況推動傳統(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型實現(xiàn)汽車能源動力系統(tǒng)的電氣化在北美洲、歐洲有關(guān)國家分別制定了一系列政策，促進(jìn)了電動汽車的發(fā)展。國內(nèi)一些生產(chǎn)企業(yè)和科研院所也相繼開始了電動汽車的研究，并獲得了一些成果。主要內(nèi)容要點主要內(nèi)容要點:u 理解電動汽車電機控制器的控制系統(tǒng)理解電動汽車電機控制器的控制系統(tǒng)u 設(shè)計基于的電機控制器的實現(xiàn)方案設(shè)計基于的電機控制器的實

2、現(xiàn)方案u 開發(fā)系統(tǒng)的軟件設(shè)計，進(jìn)行仿真過程開發(fā)系統(tǒng)的軟件設(shè)計，進(jìn)行仿真過程概述概述: 本文以直流電動機為被控對象本文以直流電動機為被控對象,以以TMS320C54X系列系列DSP為處理器，設(shè)計了直流調(diào)速系統(tǒng)的主電路，完成了調(diào)制程序的為處理器，設(shè)計了直流調(diào)速系統(tǒng)的主電路，完成了調(diào)制程序的編寫。并為其設(shè)計了顯示電路，完成了數(shù)據(jù)向主控制芯片的傳編寫。并為其設(shè)計了顯示電路，完成了數(shù)據(jù)向主控制芯片的傳送，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的交流。送，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的交流。系統(tǒng)設(shè)計思想 系統(tǒng)由鍵盤電路和操控手柄輸入信息給DSP。 DSP根據(jù)用戶的指令發(fā)出相應(yīng)的PWM波以啟動電機驅(qū)動芯片，從而驅(qū)動電機。 電機旋轉(zhuǎn)以后通過旋轉(zhuǎn)變壓器采集

3、旋轉(zhuǎn)信息，得到電機旋轉(zhuǎn)的實際轉(zhuǎn)速。 DSP將車的實際速度用顯示屏顯示出來。無刷直流電機簡介逆變器電機本體位置傳感器DSP直流電源控制信號輸出將直流電轉(zhuǎn)化為交流電的裝置感受被測物的位置,并轉(zhuǎn)換成可用輸出信號當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)（順時針）到圖(a)所示的位置時，轉(zhuǎn)子的位置傳感器所輸出的信號經(jīng)過控制電路進(jìn)行邏輯變換后開始驅(qū)動逆變器，使T1和T6口接通，就是A和B兩個相繞組正常通電，電流從電源的正極開始流出后，通過T1進(jìn)入A相繞組再到B相繞組后流出來，從T6端回到負(fù)極，這樣利用定轉(zhuǎn)子磁場和電場之間的相互作用，帶動這電機的轉(zhuǎn)子進(jìn)行順時針方向的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)動空間內(nèi)每轉(zhuǎn)過60電角度，就會使逆變器開關(guān)發(fā)生一次轉(zhuǎn)換，其中

4、，功率開關(guān)管的通電順序為T1、T6到T1、T2到T3、T2到T3、T4到T5、T4到T5、T6到T1最后回到T6。而在這個持續(xù)的期間內(nèi)，轉(zhuǎn)子將始終受到一個順時針方向的電磁力矩作用，使轉(zhuǎn)子按照順時針的方向進(jìn)行連續(xù)旋轉(zhuǎn)。DSP模塊是本系統(tǒng)的核心，所有的數(shù)據(jù)必須經(jīng)DSP處理。DSP芯片的供電需要3.3V和1.9V供電，而常用的汽車供電輸出一般有5V而無3.3V和1.9V。所以需要一級供電轉(zhuǎn)換電路。本系統(tǒng)供電轉(zhuǎn)換電路如圖所示。DSP模塊設(shè)計模塊設(shè)計電壓調(diào)節(jié)器穩(wěn)壓器雙電壓調(diào)節(jié)器芯片可調(diào)輸出電壓1.5V5.5V電機驅(qū)動芯片我們選取THB6064芯片，去外圍的設(shè)計電路如圖所示。當(dāng)CLK引腳收到標(biāo)準(zhǔn)PWM波時

5、，THB6064會自動產(chǎn)生出從OUT1A、OUT2A、OUT1B、OUT2B產(chǎn)生差分方波信號以驅(qū)動電機旋轉(zhuǎn)。通過控制CW/CWW端口的輸入，可以調(diào)節(jié)電機的正反轉(zhuǎn)，而CW/CWW端口與駕駛員操控手柄直接相連。這樣駕駛員可以直接操控汽車的前進(jìn)與后退。電機驅(qū)動電路設(shè)計圖電機驅(qū)動電路設(shè)計圖 其中D0到D7是數(shù)據(jù)端口，4到6是控制口顯示電路設(shè)計圖顯示電路設(shè)計圖 系統(tǒng)軟件的總體設(shè)計 DSP系統(tǒng)按照預(yù)定操作方式運轉(zhuǎn)的程序是被系統(tǒng)監(jiān)控程序所控制的，它是整個系統(tǒng)程序的框架。在本系統(tǒng)中，DSP的主要任務(wù)是可以通過操作者按下不同的按鍵下后，執(zhí)行各自所被賦予的任務(wù)，各個任務(wù)執(zhí)行的先后順序由鍵碼決定。根據(jù)這樣的操作方法

6、和功能，程序總體結(jié)構(gòu)中大多運用鍵碼分析作業(yè)調(diào)度型，就是作業(yè)調(diào)度會完全服從操作者的命令，符合操作者的意圖，在通過鍵盤指令發(fā)出作業(yè)的調(diào)度命令后，控制命令被監(jiān)控程序接收到后，通過分析,從而啟動與其對應(yīng)的作業(yè)。雙擊電腦桌面上的Setup CCS3.0，啟動CCS設(shè)置，并選取C5402。點擊按鈕，保存配置后，進(jìn)入CCS應(yīng)用窗口。如下圖所示。 系統(tǒng)仿真系統(tǒng)仿真打開工程文件打開工程文件 ，運行程序，運行程序 ，DSPDSP開始仿真開始仿真 系統(tǒng)仿真系統(tǒng)仿真系統(tǒng)仿真系統(tǒng)仿真開始進(jìn)行參數(shù)的設(shè)置:開始地址的設(shè)置采集緩沖區(qū)大小設(shè)置顯示數(shù)據(jù)的大小設(shè)置DSP的數(shù)據(jù)類型設(shè)置自動縮放最大y值CCS3.0CCS3.0仿真仿真PWMPWM波形波形 系統(tǒng)仿真系統(tǒng)仿真電機驅(qū)動芯片只需要DSP為其輸入一個正常的CLK信號即可完成驅(qū)動，利用DSP的GPIOA7（PWM/IO復(fù)用腳）輸出電機驅(qū)動所需的CLK信號。所以經(jīng)過進(jìn)一步的修改和調(diào)試，最終得到我們所需要的頻率為1KHZ的