微电机通用驱动控制系统开发

发布时间：2017-10-01 19:13

  本文关键词：微电机通用驱动控制系统开发

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【摘要】：随着汽车智能化程度的逐年提高,微型电机在汽车领域的应用越来越广泛。据统计,一部高级轿车上可装有近百个不同种类的微型电机,其中以直流电机和步进电机的应用最为广泛。本文围绕步进电机和直流电机,开发了通用的驱动控制系统,并提供了标定软件平台。课题对直流电机和步进电机结构、特性及驱动方式等进行了分析,指出了两种电机在不同控制策略下,会表现出较大的差异。直流电机起动转矩较大,控制简单,改变电源极性即可实现换向；步进电机将电脉冲信号转变为角位移或线位移,可实现开环控制,在不失步的情况下,电机的转速取决于脉冲频率,停止的位置取决于脉冲信号的脉冲数,并不受负载变化的影响。以安森美公司的AMIS30542为步进电机驱动芯片,ST意法半导体的L9958为直流电机驱动芯片,分别开发了步进电机和直流电机的驱动模块,以英飞凌XE164FN为主芯片,设计了相应的外围系统。为方便电机系统的独立应用,预留了多路模拟量采集、开关量输入、功率驱动、温度采集通道。开发了步进电机和直流电机驱动系统的控制软件,以及直流电机增量式PID控制方法,控制系统与外界通讯的CAN驱动软件等。为了便于开发者对电机系统控制策略进行标定、匹配,利用Visual Studio2005开发了电机驱动系统的标定软件,并制订了CAN通讯协议。软件集成了被控对象参数采集及显示、驱动控制系统参数设定、下载等功能。搭建了以德尔福电子节气门为负载对象的试验台,对标定软件的通讯协议进行了考核,对驱动控制系统的驱动能力进行了测试。利用测试结果讨论了两种电机的响应速度、控制精度、驱动能力,以及适用场合。
【关键词】：汽车电控 直流电机 步进电机 CAN总线
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM32
【目录】：

• 摘要10-11
• Abstract11-13
• 第一章 绪论13-25
• 1.1 微型电机在汽车上的应用13-14
• 1.2 车用微型电机分类及特点14-17
• 1.2.1 步进电机16
• 1.2.2 直流有刷电机16-17
• 1.2.3 永磁无刷直流电机17
• 1.2.4 交流电机17
• 1.3 微型电机驱动方式17-22
• 1.3.1 直流电机结构特点及工作原理17-19
• 1.3.2 步进电机结构特点及工作原理19-22
• 1.5 课题任务22-23
• 1.6 本章小结23-25
• 第二章 步进电机的驱动系统设计25-35
• 2.1 步进电机驱动方式对比25-28
• 2.1.1 单极性驱动电路25-27
• 2.1.2 双极性驱动电路27-28
• 2.2 步进电机失步的原因分析及预防措施28-29
• 2.3 步进电机驱动系统硬件设计29-32
• 2.4 步进电机驱动软件设计32-33
• 2.5 步进电机驱动系统调试33
• 2.6 本章小结33-35
• 第三章 直流电机的驱动系统设计35-43
• 3.1 直流电机驱动方式35-36
• 3.2 位置反馈方式的确定36-37
• 3.3 驱动系统硬件设计37-39
• 3.4 驱动系统软件设计39-40
• 3.5 驱动系统调试40-41
• 3.6 本章小结41-43
• 第四章 电机驱动系统主控单元开发43-51
• 4.1 单片机芯片选择及最小系统开发43-45
• 4.2 电源电路45-46
• 4.3 位置传感器及其他信号调理电路46-48
• 4.4 CAN通讯电路48-50
• 4.5 控制模块软件50
• 4.6 本章小结50-51
• 第五章 标定系统软件开发51-61
• 5.1 标定系统功能51-52
• 5.2 CAN通讯协议制定52-54
• 5.3 标定系统软件54-58
• 5.4 标定软件功能验证58
• 5.5 本章小结58-61
• 第六章 直流电机与步进电机的试验61-71
• 6.1 试验系统主要设备介绍61-62
• 6.2 电机的驱动能力对比62
• 6.3 位置控制精度对比62-65
• 6.4 频响特性对比65-66
• 6.5 两种电机综合对比及选型66-68
• 6.7 本章小结68-71
• 第七章 总结71-73
• 7.1 课题总结71-72
• 7.2 课题展望72-73
• 参考文献73-76
• 致谢76-77
• 学位论文评阅及答辩情况表77

【参考文献】

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本文编号：955156