【论文-控制设计】基于CAN总线的电子节气门控制系统设计

武汉理工大学硕士学位论文基于CAN总线的电子节气门控制系统设计姓名：熊磊申请学位级别：硕士专业：通信与信息系统指导教师：黄涛20090501基于CAN总线的电子节气门控制系统设计作者：熊磊学位授予单位：武汉理工大学相似文献(10条)1.期刊论文王准.童亮.WangZhun.TongLiang基于CAN总线的电子节气门控制系统设计-自动化仪表2007,28(z1)介绍一种以MicrochipPIC16F877A微控制器、MCP2510独立CAN总线控制器和PCA82C250收发器为核心组成的CAN总线电子节气门位置传感器智能节点的设计方法,在此基础上构建了车辆线控电子节气门系统CAN总线通信控制网络并给出其软硬件原理及控制方法,实现了控制系统中不同节点间高效数据传输、全部节点之间的数据共享以及相互之间的协同工作.试验结果表明智能传感器采集数据准确,数据传递效率和利用率高,系统响应速度较快,控制系统达到了预期的目标.2.期刊论文童亮.王准.TONGLiang.WANGZhun基于智能节点的汽车电子节气门控制系统设计-机床与液压2009,37(10)介绍一种以MicrochipPIC16f877A微控制器、MCP2510独立CAN总线控制器和PCA82C250收发器为核心组成的CAN总线模式电子节气门位置传感器智能节点的设计方法,在此基础上构建了车辆线控电子节气门系统CAN总线通信控制网络并给出其软硬件原理及控制方法,实现了控制系统中不同节点间高效数据传输、全部节点之间的数据共享以及相互之间的协同工作.试验结果表明:智能传感器采集数据准确,数据传递效率和利用率高,系统响应速度较快,控制系统达到了预期的目标.3.学位论文曾志伟基于CAN总线的汽车发动机电子节气门控制技术研究2006本文在研究前人研究的基础上，提出了基于CAN总线的电子节气门分布式控制方法，主要工作内容如下：1)阐述了汽车电子技术的发展历程和发动机电控技术的现状，详细分析了国内外电子节气门技术的研究现状并阐明了电子节气门控制技术的优点。2)分析了电子节气门的结构和控制原理，并与传统的机械式节气门作了比较。电子节气门有机械式节气门无法比拟的优势，控制精确，能提高发动机动力性和经济性并减少废气的排放。3)提出了集怠速控制、巡航控制和发动机正常工况控制于一体的新型电子节气门控制系统和基于发动机最佳经济性曲线或动力性曲线的控制策略，对其系统分别采用了PID控制算法和模糊控制算法，并在MATLAB中建立了基于CVT的整车控制模型，对两种算法作了对比分析，从仿真结果可知：模糊控制比PID控制效果要好，没有毛刺和尖锐的转角，曲线变化平缓，发动机转速不会出现跳变。4)阐述了分布式控制系统的工作原理和优点，详细介绍了DSP芯片和P87C592单片机，并对这种芯片组成的分布式控制系统的进行了详细的软硬件设计和系统的抗干扰性设计。5)进行了软件调试和整车实验，达到了预期要求：发动机转速变化平稳，怠速稳定，整车动作协调。分布式控制系统减少了因线束繁多引起的各种问题。4.会议论文王准.童亮基于CAN总线的电子节气门控制系统设计2007本文介绍了一种以MicrochipPIC16F877A微控制器、MCP2510独立CAN总线控制器和PCA82C250收发器为核心组成的CAN总线电子节气门位置传感器智能节点的设计方法,在此基础上构建了车辆线控电子节气门系统CAN总线通信控制网络并给出其软硬件原理及控制方法,实现了控制系统中不同节点间高效数据传输、全部节点之间的数据共享以及相互之间的协同工作。试验结果表明智能传感器采集数据准确,数据传递效率和利用率高,系统响应速度较快,控制系统达到了预期的目标。5.期刊论文石维佳.刘彦磊.宋回回.郭超一种嵌入式智能电子节气门控制系统的实现-自动化与仪表2009,24(11)根据新型电子节气门的特点,设计了一套基于ARM嵌入式的智能带CAN总线的电子节气门控制系统.采用参数自适应PI的算法,可以智能地调节比例和积分参数,从而改善控制效果.系统带有RS-232串口,能与上位机PC进行通信,并给调试带来很大的方便.调试与实验结果表明该控制系统设计合理、性能稳定、可靠性高.6.学位论文严钦山混合动力电动汽车总成控制器的研究与开发2007混合动力电动汽车作为燃油汽车与纯电动汽车之间的过渡产品，越来越受到重视。在进行混合动力电动汽车开发的过程中，一个不可避免的问题是如何协调燃油发动机与其它动力源之间的关系。混合动力电动汽车总成控制器就是实现该功能的关键部件。本文主要研究工作是开发混合动力电动汽车总成控制器的硬件与软件。混合动力汽车总成控制器主芯片采用飞思卡尔的32位控制器MPC565,同时硬件系统还包括总成控制器的供电电源模块，CAN总线通信模块，串行通信模块，模数转换模块，以及直流电机的脉宽调制驱动模块等。在深入研究OSEK/VDX规范后，使用符合OSEK/VDX规范的嵌入式系统建立了应用软件的开发平台，软件开发采用是GNU系列开发工具。基于四驱混合动力汽车的控制策略，总成控制器应用软件被划分为若干个任务及中断。本文详细地描叙了各任务的之间的关系，分析了各任务的具体功能，给出了各任务或中断的流程图。最后采用C语言及汇编语言完成软件进编程。在前人的基础上，本文对CFA6470EHEV的CAN总线通信网络进行了设计，制定了整车的通信协议。最后对电子节气门控制系统进行了一系列研究。采用PID控制算法对电子节气门直流电机进行控制，通过改变比例、积分和微分常数，得到了较好的控制效果。混合动力汽车总成控制器的软硬件调试结果表明所开发的混合动力汽车总成控制器能够完成整个系统的控制功能。7.期刊论文尹叶丹.程昌银.全书海基于DSP的电子节气门控制器的研制-武汉理工大学学报(信息与管理工程版)2003,25(5)节气门是车用发动机的一个十分重要的装置,是影响发动机性能的关键部件.针对新型电子节气门的特点,设计了一套基于TMS320LF2407DSP的带CAN总线的电子控制单元,该控制单元可方便地与车辆中其他ECU组成分布式控制系统.运行结果表明,该控制器具有设计合理、性能稳定、抗干扰能力强和可靠性高等优点.8.学位论文杨振东基于模糊PID电子节气门控制系统的研究与开发2008电子节气门产品自20世纪80年代问世以来，已逐渐应用到各种中、高级轿车中。相对于传统的机械式节气门，电子节气门系统(ETCS)能根据驾驶员的驾驶意图以及整车行驶状况确定节气门的最佳开度，保证车辆具有最佳的动力性和燃油经济性，并能够为怠速控制(IDL)、驱动防滑控制(ASR)和巡航控制(CCS)等电子控制功能的实现奠定基础，从而提高安全性和乘坐舒适性。同时，对于混合动力汽车，为了实现能量的管理和分配，电子节气门也成为了必然的选择。本文对电子节气门系统进行了研究和开发，为电子节气门在混合动力轿车上的应用奠定了基础。本文分析了电子节气门系统的工作原理、基本结构以及机械结构中存在的非线性因素和各自的特性，如复位弹簧、气流的冲击、库伦+粘滑摩擦等。测定了电子节气门的关键参数，建立了电子节气门系统的数学模型。为了适应电子节气门控制系统的快速动态特性，抑制由于电子节气门体的非线性因素对控制特性的影响，提出了一种新的模糊PID复合控制策略，通过模糊控制提高电子节气门系统的动态性能，用智能积分PID控制保证系统的稳态性能，利用权重因子函数改善控制切换过程。在MATLAB/Simulink环境中建立了电子节气门控制系统仿真模型。电子节气门控制器采用飞思卡尔公司的MC9S12DG128单片机作为主控芯片，同时硬件系统还包括控制器的供电电源模块、直流电机的脉宽调制驱动模块、串行通信模块和CAN总线通信模块等。采用CodeWarrior编译的程序软件，完成了控制功能和调试功能。为了对系统状态实时显示和故障报警，以及在控制过程中进行数据采集，本文开发出基于LabWindows/CVI的串口通信系统。仿真和试验结果表明：模糊PID复合控制相对于PID控制和智能积分PID控制能够较精确地控制节气门开度，减小超调量，瞬态误差较小，滞后时间较短。所开发的模糊PID复合控制器能够完成电子节气门系统的控制功能要求。9.学位论文毛六平混合电动汽车的智能控制方法研究2006混合电动汽车是一种新型环保车辆。它由发动机和电机混合提供动力，通过优化控制发动机和电机的能量分配，使发动机一直工作在高效区内，实现减少油耗和降低排放的目的。混合电动汽车对电池容量的要求不高，不需要另建配套设施，容易实现产业化。因此，混合电动汽车及其控制成为当前汽车工业的热门研究课题之一。本文紧密围绕湖南省“十五”科技计划重大专项“混合电动轻型越野车攻关项目”(项目计划编号：02GKY1003)，结合中德国际合作项目“多能源电动汽车的智能控制系统”(项目计划编号：CHN01-602)，重点研究混合电动汽车中的智能控制方法，以提升混合电动汽车的整体性能。论文的主要研究内容包括：(1)确定了所设计的CFA6470HEV型混合电动汽车的总体设计方案与目标。CFA6470HEV是一种能适用于多种复杂路况的轻型越野车，总体的设计目标是采用四缸发动机加电机驱动的方式，来实现六缸发动机车辆的性能，然而油耗却要求比普通四缸燃油车低30％以上，排放至少在欧洲Ⅱ号排放标准的基础上再下降30％。以此设计目标为前提，论文给出了CFA6470HEV型混合动力电动汽车的总体设计方案。对驱动结构选型、部件选型及布局、控制方案等进行了详细的设计，分析和研究了整车各功能部件的信号量，建立了整车信息流图，并设计了基于CAN总线的整车控制网络。(2)能源总成控制技术是混合电动汽车中的核心技术，直接影响到混合电动汽车的动力性能和环保性能。论文设计了一种混合电动汽车能源总成智能控制系统，介绍了其工作原理，研究了其能源分配策略。该能源分配策略能根据司机命令(扭矩需求)、电池电量和车辆行驶情况，针对系统的四种控制状态：启停控制状态、充电控制状态、助力控制状态和能量回收控制状态，通过合理分配发动机、驱动电机、启动电机的出力，优化能量的分配和储存，实现提高汽车动力和降低排放的目的。为了延长电池的使用寿命，论文在能源总成控制的设计中，提出了一种基于模糊能量分配策略的充电控制方法，来提高电池的使用效率。对于所设计的能源总成智能控制方法，论文采用TMS320LF2407A型DSP具体实现控制系统的软、硬件。(3)为了提高混合电动汽车中电机驱动系统的控制性能，论文对其智能控制方法进行了研究。首先介绍了电机的直接转矩控制方法；然后，提出了一种智能直接转矩控制方法，该方法采用自组织学习算法的小波神经网络定子电阻估计器，来弥补电机低速运转时定子电阻变化给直接转矩控制系统带来的不利影响。(4)为了实现对混合电动汽车中发动机输出扭矩进行有效的控制，论文采用电子节气门来控制发动机可燃混合气的流量，从而控制发动机扭矩的控制方案。针对目前国内绝大部分汽车采用传统的机械式节气门的现状，论文通过在传统节气门门阀上加装控制电机及传动机构的方式研制了一种新型电子节气门，并对其智能控制方法进行了研究。分别提出了电子节气门的模糊高斯基函数神经网络控制和模糊小波神经网络控制方法。这两种模糊神经网络控制器通过神经网络来实现模糊推理，并利用神经网络的自学习功能来达到在线调整模糊控制规则和模糊隶属函数的目的，可以使电子节气门的控制性能达到最优。(5)为了验证所提出的混合电动汽车智能控制方法的性能，论文运用AVLCRUISE汽车模拟仿真软件，根据整车各部件实际参数，建立了CFA6470HEV整车的仿真模型，进行了欧洲ECER15路况和日本1015路况下的仿真实验测试。测试结果表明：CFA6470HEV的动力性能、油耗和排放达到了预期的设计目标，验证了论文所提出的混合动力电动汽车智能控制方法的有效性。10.期刊论文童亮.TONGLiang基于CAN总线的车用智能传感器系统设计-传感器与微系统2008,27(1)介绍一种以MicrochipPIC16F877A微控制器、MCP25