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HEV自动离合器控制系统的研究与实现

作　者: 陈欢
导　师: 张重雄；卓陈祥
学　校: 南京理工大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 混合动力汽车 节能离合器 AMT离合器 直流无刷电机 数字控制
分类号: U463.211
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


混合动力汽车,因其能够有效的兼顾节能和环保两方面的因素,成为了汽车今后发展的方向。本文主要研究混合动力汽车的自动离合器控制系统,所研究的自动离合器包括节能离合器和机械式自动变速箱(AMT)离合器,前者用于配合实现混合动力工况,后者用于配合AMT执行换挡操作。论文研究工作主要包括四个部分：1、介绍了本项目混合动力汽车的结构方案,以及两种自动离合器各自所起的作用,然后阐述了自动离合器的原理、发展和分类,最后具体分析了自动离合器系统的控制策略和评价指标。2、研究和分析了国内外若干种自动离合器执行机构方案,提出本系统采用的电机—液压方案,然后介绍了膜片弹簧特性,包括负荷特性、扭矩传递特性和磨损特性,最后在此基础上对离合器执行机构的参数进行了计算,选择了合适的直流无刷电机。3、阐述了直流无刷电机的结构原理、数学模型、控制方法以及PID(比例积分微分)控制策略,并用Matlab/Simulink工具对直流无刷电机控制系统进行仿真,对电机有关性能进行了分析,为研究性能优良的直流无刷电机数字控制奠定了基础。4、设计了自动离合器控制系统,并在此基础上设计出通讯模块的软硬件部分,实现了上、下位机间较好的信息传输。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-9
1 绪论  9-13
  1.1 混合动力汽车概述  9-10
    1.1.1 开发混合动力汽车的必要性  9
    1.1.2 混合动力汽车发展状况  9-10
  1.2 AMT的发展及国内外研究概况  10-11
  1.3 离合器自操纵技术的发展  11-12
  1.4 论文内容安排  12-13
2 混合动力汽车自动离合器总体方案设计  13-24
  2.1 引言  13
  2.2 混合动力汽车自动离合器的总体方案  13-19
    2.2.1 混合动力汽车驱动方案的选择  13-16
    2.2.2 混合动力汽车自动离合器工作模式介绍  16-19
  2.3 自动离合器评价指标以及结合过程分析  19-24
    2.3.1 自动离合器控制方式  19-20
    2.3.2 离合器评价指标  20-21
    2.3.3 离合器接合过程分析  21
    2.3.4 起步控制原则  21-24
3 直流无刷电机控制策略及其仿真分析  24-38
  3.1 引言  24
  3.2 直流无刷电机结构和原理  24-29
    3.2.1 直流无刷电机结构  24-25
    3.2.2 直流无刷电机的原理  25-27
    3.2.3 直流无刷电机数学模型  27-29
  3.3 直流无刷电机的速度控制策略  29-32
    3.3.1 直流无刷电机的调速方法  29
    3.3.2 数字PID及其算法  29-31
    3.3.3 双闭环在控制系统中的作用  31-32
  3.4 直流无刷电机建模与仿真  32-38
    3.4.1 电机本体  32-33
    3.4.2 反电动势  33
    3.4.3 位置传感器及换相逻辑  33-34
    3.4.4 电流采样  34
    3.4.5 电流及转速的比例-积分调节  34
    3.4.6 PWM信号输出  34
    3.4.7 转速和位置模块  34-35
    3.4.8 直流无刷电机模型仿真结果  35-38
4 通信模块设计  38-44
  4.1 现场总线  38-39
    4.1.1 现场总线的发展  38
    4.1.2 CAN信息格式规范  38-39
  4.2 通讯模块设计  39-41
    4.2.1 CAN线通讯模块  39-40
    4.2.2 K线通讯模块  40-41
  4.3 通信程序的设计流程  41-44
5 系统硬件设计  44-54
  5.1 微处理器介绍  45
  5.2 控制器电源模块设计  45-47
    5.2.1 蓄电池电压自锁电路  45-46
    5.2.2 蓄电池电压整形电路  46
    5.2.3 控制器电源低功耗管理电路  46-47
  5.3 输入信号调理模块设计  47-50
    5.3.1 速度信号调理  47-48
    5.3.2 模拟信号调理  48-49
    5.3.3 开关信号调理  49-50
  5.4 控制器硬件设计  50-52
    5.4.1 驱动及逆变电路  50-51
    5.4.2 转子位置检测电路  51-52
  5.5 实验结果  52-54
6 总结与展望  54-55
致谢  55-56
参考文献  56-57

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 汽车工程 > 汽车结构部件 > 传动系统 > 机械传动 > 离合器
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