《開(kāi)題報(bào)告華強(qiáng)》word版

1、遼寧工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告 題目 電動(dòng)汽車無(wú)刷直流輪轂電機(jī)控制器的設(shè)計(jì) 電子與信息工程 學(xué)院（系） 電子 專業(yè) 081 班學(xué)生姓名 華 強(qiáng) 學(xué) 號(hào) 080404019 指導(dǎo)教師 曹 洪 奎 開(kāi)題日期：2012 年 3 月 17 日開(kāi) 題 報(bào) 告一、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目的來(lái)源、理論、應(yīng)用或?qū)嶋H意義1、題 目：電動(dòng)汽車無(wú)刷直流輪轂電機(jī)控制器的設(shè)計(jì)2、題目來(lái)源：生產(chǎn)實(shí)踐3、意 義：隨著汽車工業(yè)的飛速發(fā)展，稱之為綠色環(huán)保汽車的電動(dòng)汽車，因其具有零排放污染、節(jié)約石油資源等優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越受到重視，并成為21世紀(jì)的重要交通工具。研究效率高、響應(yīng)快、調(diào)速范圍廣、安全可靠的電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)已成為必然。電

2、動(dòng)汽車的關(guān)鍵技術(shù)有四方面：電池技術(shù)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)及控制技術(shù)、電動(dòng)汽車整車技術(shù)、能量管理技術(shù)。電機(jī)驅(qū)動(dòng)及控制系統(tǒng)作為電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的核心部分，它的性能直接影響電動(dòng)汽車的性能指標(biāo)。本設(shè)計(jì)是針對(duì)電動(dòng)汽車用無(wú)刷直流輪轂電機(jī)控制器的軟硬件設(shè)計(jì)。永磁無(wú)刷直流電機(jī)(BLDCM)既具有交流電機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便的特點(diǎn),又具備直流電機(jī)良好的調(diào)速特性,現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于各種調(diào)速場(chǎng)合。由于其體積小,轉(zhuǎn)矩大,可靠性高,在工業(yè)中已得到廣泛的應(yīng)用。電動(dòng)汽車的無(wú)刷直流輪轂電機(jī)控制器具有廣泛的應(yīng)用前景。二、題目主要內(nèi)容及預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)1、題目的主要內(nèi)容（1）設(shè)計(jì)題目基本內(nèi)容：以單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)為控制核心，應(yīng)用電力電子技術(shù)

3、和電機(jī)控制技術(shù)，設(shè)計(jì)電動(dòng)汽車直流無(wú)刷輪轂電機(jī)控制器。采用PWM調(diào)速方法，實(shí)現(xiàn)直流無(wú)刷輪轂電機(jī)的調(diào)速控制以及電子制動(dòng)控制等功能。完成控制器的軟、硬件設(shè)計(jì)?；疽螅合到y(tǒng)的設(shè)計(jì)要求：繪制系統(tǒng)硬件原理圖，編制軟件；完成畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書。主要技術(shù)參數(shù)要求：1) 電機(jī)參數(shù)：72V、2000W無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)，換相角120度；2) 具有PWM無(wú)級(jí)調(diào)速、正反轉(zhuǎn)、限流保護(hù)功能；3) 具有CAN總線通信功能，可通過(guò)CAN總線接收控制指令。 （注）開(kāi)題報(bào)告要點(diǎn)：1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目的來(lái)源，理論或?qū)嶋H應(yīng)用意義。2、題目主要內(nèi)容及預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)。3、擬采用哪些方法及手段。4、完成題目所需要的實(shí)驗(yàn)或?qū)嵙?xí)條件。5、完成題

4、目的工作計(jì)劃等。（開(kāi)題報(bào)告不夠用時(shí)可另附同格式A4紙）1開(kāi) 題 報(bào) 告（2）設(shè)計(jì)方案系統(tǒng)組成框圖如圖 1所示。該控制系統(tǒng)主要由控制電路、DC/DC降壓電路、霍爾位置傳感器、電流檢測(cè)電路、過(guò)流保護(hù)電路、隔離電路、驅(qū)動(dòng)電路、功率逆變電路、直流永磁無(wú)刷電機(jī)以及CAN總線通信接口組成，整個(gè)系統(tǒng)具有體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、效率高、響應(yīng)快等特點(diǎn)。CAN總線轉(zhuǎn)自位子檢測(cè)逆變電路BLDCM電池組電流檢測(cè)電路6路PWMA/DI/O制動(dòng)VDDI/OCAN隔離電路DC/DC降壓過(guò)流保護(hù)驅(qū)動(dòng)電路PIC16F877圖1 系統(tǒng)組成原理框圖控制電路：采用PIC16F877單片機(jī)作為控制器。與其他單片機(jī)（如51系列）相比，PI

5、C16F877內(nèi)部集成有PWM，A/D轉(zhuǎn)換等，從而使控制系統(tǒng)硬件電路簡(jiǎn)單，軟件編程方便。隔離電路：采用光電耦合器實(shí)現(xiàn)電氣隔離。驅(qū)動(dòng)電路和逆變電路：由IGBT智能功率模塊直接構(gòu)成三相全橋和驅(qū)動(dòng)電路。智能功率模塊已將IGBT與IGBT驅(qū)動(dòng)電路的參數(shù)匹配成最優(yōu)，并且?guī)в锌煽康淖员Ｗo(hù)功能等優(yōu)點(diǎn)，因此可以大大減少開(kāi)發(fā)周期，提高可靠性，降低成本。DC/DC降壓電路：由DC/DC降壓模塊將24V的直流電源轉(zhuǎn)換成5v的單片機(jī)電源。制動(dòng)系統(tǒng)：應(yīng)用一個(gè)開(kāi)關(guān)連接到中斷引腳，當(dāng)剎車時(shí)進(jìn)入中斷系統(tǒng)。電流檢測(cè)電路：采用電流互感器。電流互感器的作用是可以把數(shù)值較大的一次電流通過(guò)一定的變比轉(zhuǎn)換為數(shù)值較小的二次電流，用來(lái)進(jìn)行保

6、護(hù)、測(cè)量等用途。電機(jī)采用有位置傳感器無(wú)刷直流電機(jī)。系統(tǒng)控制及數(shù)據(jù)處理由PIC16F877單片機(jī)完成 ,包括對(duì)電路檢測(cè)電路的A/D轉(zhuǎn)換， PWM信號(hào)的生成，制動(dòng)中斷程序的處理，轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)，霍爾傳感器的計(jì)數(shù)，及CAN總線等。基本過(guò)程：?jiǎn)纹瑱C(jī)通過(guò)霍爾傳感器檢測(cè)轉(zhuǎn)子的位置，確定導(dǎo)通的IGBT，調(diào)速信號(hào)通過(guò)CAN總線經(jīng)單片機(jī)處理后生成PWM信號(hào)加載到選擇的IGBT上，再通過(guò)轉(zhuǎn)子定位，進(jìn)行換相。時(shí)鐘電路由外接標(biāo)準(zhǔn)晶振提供。2、目標(biāo)培養(yǎng)自己綜合運(yùn)用電子信息工程專業(yè)所學(xué)理論知識(shí)和技能，提高調(diào)查研究、查閱技術(shù)文獻(xiàn)、資料、手冊(cè)以及編寫技術(shù)文獻(xiàn)的能力，制定切實(shí)可行的整體方案。通過(guò)本課題的設(shè)計(jì)，目的在于達(dá)到綜合訓(xùn)練

7、對(duì)Protel軟件及單片機(jī)的運(yùn)用。最終達(dá)到硬件下載實(shí)現(xiàn)軟件和硬件聯(lián)合驗(yàn)證。2開(kāi) 題 報(bào) 告三、擬采用哪些方法及手段編寫軟件流程和軟件程序并在MPLAB_IDE環(huán)境下編譯調(diào)試應(yīng)用EDA軟件設(shè)計(jì)硬件電路原理圖四、完成題目所需要的實(shí)驗(yàn)或?qū)嵙?xí)條件通過(guò)網(wǎng)絡(luò)及圖書館獲取相關(guān)資料自學(xué)相關(guān)科目的書籍軟件編譯、調(diào)試及系統(tǒng)仿真平臺(tái)五、完成題目的工作計(jì)劃周 次任 務(wù)1查閱資料、文獻(xiàn)對(duì)課題進(jìn)行剖析，擬定實(shí)施方案。2深入實(shí)際進(jìn)行調(diào)研，閱讀文獻(xiàn)資料，方案比較及抉擇，3撰寫開(kāi)題報(bào)告，開(kāi)題答辯。4選擇核心電路的主要芯片。5硬件電路總體設(shè)計(jì)。6控制核心電路的設(shè)計(jì)，參數(shù)計(jì)算，元器件選擇。7電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)，參數(shù)計(jì)算，元器件選擇

8、。8保護(hù)電路和檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)。9總體軟件流程圖設(shè)計(jì)。10無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)。11CAN總線通信程序設(shè)計(jì)。12總體軟件設(shè)計(jì)，編程，調(diào)試。13整體硬件電路及軟件的調(diào)試與仿真。14收集整理材料，撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）初稿。15撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）初稿、修改。16畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）定稿、排版、打印。17整理相關(guān)資料、文獻(xiàn)，準(zhǔn)備畢業(yè)答辯。3查閱資料、文獻(xiàn)目錄1 紀(jì)梁洲,楊向宇,龔晟. 多功能無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器的研制J.微電機(jī)，2011(2)，44卷（4期）：P64-672 尹衍辰，范瑜. 基于AT89C51的永磁無(wú)刷直流電機(jī)控制器的設(shè)計(jì)J.電機(jī)技術(shù)，2004，19卷（11期）：P56-59.3 陳

9、穎中. 永磁無(wú)刷直流電機(jī)控制器設(shè)計(jì)J.電機(jī)工程，2000，17卷(4期)：P73-77.4 傅周興，王秋妍，蘆剛. 基于DSP的電動(dòng)汽車輪轂電機(jī)控制器設(shè)計(jì)J.電機(jī)技術(shù)，2007,26卷（6期）：P70-73.5 謝淵斌. 電動(dòng)汽車無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)實(shí)時(shí)仿真J. 系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào)，2003，15卷（4期）：P541-547.6 李胤昌，鄭日榮. 基于PIC單片機(jī)的電動(dòng)自行車控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)J.現(xiàn)代電子技術(shù)，2009，32卷（8期）：P136-138.7 王力，葛軼，王玥. 低成本高可靠無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)J.水雷戰(zhàn)與艦船防護(hù)，2007，15卷（2期）：P23-33.8 趙乾宏，張靜遠(yuǎn) ，蘭士新. 基于

10、PIC單片機(jī)的永磁無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)J. 微計(jì)算機(jī)信息，2005,21卷（12期）：P92-949 李樂(lè), 李波. 帶霍爾式位置傳感器BLDCM控制器設(shè)計(jì)J.自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用，2009，28卷（9期）:P293210 林邦懷. 基于PIC16F876 的直流無(wú)刷電機(jī)控制器的設(shè)計(jì)J.機(jī)械工程與自動(dòng)化，2008，19卷（4期）：P137-141.11 林華亮，翟成瑞，甄國(guó)涌. PIC16F877實(shí)現(xiàn)CAN總線分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)J.航空計(jì)算技術(shù)，2004，34卷（4期）：P41-43.12 王曉明.電動(dòng)機(jī)的單片機(jī)控制M. 3版. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2011.13 王兆安，劉進(jìn)軍. 電力

11、電子技術(shù)M.5版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.14 王曉明，王玲. 電動(dòng)機(jī)的DSP控制M. 2版. 北京： 北京航空航天大學(xué)出版社,2004.15 曹丙霞，趙艷華. Protel 99 SE原理圖與PCB設(shè)計(jì)M.1版.北京:電子工業(yè)出版社,2007.16 Zhang Xiang jun， Chen Bo shi , Rodrigo HuertaA New Method for Reducing Commutation Torque Ripples in BLDC MotorsJJournal of Shanghai University，2001，vol.5（no.1）：P71-75.17

12、 Jin-Huek Hur，Tae-Gu Lee，Sun-Ae Moon，Sang-Jae Lee，Hoseon Yoo，Seung-Jae Moon，Jae-Heon Lee. Thermal reliability analysis of a BLDC motor in a high-speed axial fan by the accelerated-life test and numerical methods J. Heat and Mass Transfer,2007:P1355-1369.4指導(dǎo)教師意見(jiàn)：(對(duì)本課題的深度、廣度及工作量的意見(jiàn)和對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果的預(yù)測(cè))該生對(duì)電動(dòng)自行車控制器的設(shè)計(jì)查閱了大量相關(guān)的資料，對(duì)本畢業(yè)設(shè)計(jì)題目有較充分的理解，清楚地介紹了電動(dòng)自行車無(wú)刷直