应用于新能源汽车装配的EMS智能控制器研究与开发

发布时间：2023-03-26 18:15

　　随着新能源汽车的市场不断扩大,应用于新能源汽车装配的EMS悬挂输送系统因其高效、柔性、信息化程度高和可扩展性强的特点,正在得到快速推广。但是,目前EMS小车的控制系统依然处于被SEW、LJU等国外公司垄断的局面,国内的EMS小车不得不采购价格昂贵、扩展性受限的进口控制系统,研发具有自主知识产权的、高可靠的、扩展性强的EMS小车智能控制器迫在眉睫。本文根据EMS悬挂输送系统的功能需求,设计研发了基于STM32F407的EMS嵌入式智能控制器,该控制器具备IO输入输出、RS232、RS485、CAN总线、模拟量采集/输出和以太网通信接口,在PCB设计时融入了防静电、防反接和抗干扰的技术,具有硬件性能强和可靠性高的特点。此外,本文还提出了基于运动控制器和安全处理器的EMS安全冗余控制方法。单个控制器运行带有多任务看门狗功能的μC/OS实时系统,而运动控制器和安全处理器之间具有心跳检测和数据备份的安全冗余功能,安全处理器可以在运动控制器离线后0.4秒响应并保存运动控制器离线前的数据。这样不仅使得单个处理器的可靠性大大提高,而且双控制器的冗余系统又可以缩短故障定位的时间,减小检修的难度,提高系统...

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
        1.1.1 本文研究背景
        1.1.2 EMS控制系统概述
        1.1.3 新能源汽车装配用EMS智能控制器研发的意义
    1.2 EMS控制系统国内外研究现状
    1.3 本文的课题来源与主要研究内容
    1.4 本文的章节安排
第二章 新能源汽车装配用EMS智能控制器硬件设计
    2.1 EMS智能控制器总体设计
    2.2 主控芯片选型
    2.3 主控芯片外围电路设计
        2.3.1 STM32 时钟配置和片外晶振电路设计
        2.3.2 STM32 电源设计
        2.3.3 RS485/RS232 串行通信电路设计
        2.3.4 CAN总线通信电路设计
        2.3.5 模拟量采集AD转换电路设计
        2.3.6 模拟量输出DA转换电路设计
        2.3.7 通用IO输入输出电路设计
        2.3.8 以太网模块电路设计
        2.3.9 其他电路设计
    2.4 PCB电路板Layout设计
        2.4.1 PCB层数和尺寸设计
        2.4.2 PCB设计原则和注意事项
    2.5 本章小结
第三章 EMS智能控制器控制软件设计
    3.1 开发环境简介
    3.2 EMS小车控制系统程序设计
        3.2.1 控制系统程序框架设计
        3.2.2 控制系统通信外设驱动设计
        3.2.3 任务优先级分配原则
    3.3 基于实时操作系统μC/OS-II的多任务看门狗设计
    3.4 本章小结
第四章 基于多传感器融合的EMS多级安全冗余控制方法设计
    4.1 基于多传感器融合的EMS多级安全冗余控制方法框架介绍
    4.2 EMS小车控制系统安全冗余原理与数据备份
    4.3 基于健康度评估的EMS小车多传感器数据融合决策方法
    4.4 本章小结
第五章 EMS智能控制器功能试验测试分析
    5.1 运动控制器运行多任务实时系统温升试验分析
    5.2 基于RS485 总线的Modbus协议数据通信测试分析
    5.3 基于运动控制器和安全处理器的安全冗余系统功能测试分析
    5.4 EMS智能控制器的现场测试应用
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 研究展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文



本文编号：3771451