基于嵌入式系统的汽车温度精确控制研究

摘要

随着科学技术的进步，客车空调温度控制技术飞速发展，传统的温度控制技术难以满足人们对客车空调温度舒适性与稳定性的新要求，由于客车内部与外部环境难以做到绝对隔离，外部环境对于车内温度的影响因素一直存在，如何时刻根据车内温度的变化进行实时的调整，已成为影响客车空调系统控制性能的关键性因素。
　　本论文针对客车空调采暖系统进行优化控制，首先介绍了客车空调采暖系统的组成，运用Matlab软件建模仿真比较结果的方式确立了运用模糊规则实时在线调整PID参数的智能控制算法，并将模糊PID控制表放到内存中，只需进行查表操作即可完成对温度数据的处理工作，大大节省了系统运行的时间，体现了实时性控制的特点。客车空调采暖系统采用主从结构布局，上下分工明确，下位机主要负责温度采集与电机控制工作，上位机主要负责算法控制以及温度显示工作，上位机与下位机通过CAN总线进行实时的数据交互，本论文有效地将μC/OS-Ⅱ移植到上位机中，应用程序以任务的形式运行在操作系统之上，系统根据任务的优先级进行任务的调度与管理工作，彼此之间互不影响，大大提高了系统的运算能力。
　　本文成功地将模糊PID控制算法、嵌入式操作系统，CAN总线技术运用于客车空调采暖系统的优化控制当中，提高了温度控制精度，加速了客车空调温度控制智能化的进程。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．3 论文研究内容与章节安排

第2章 客车空调采暖系统

2．1 客车空调采暖系统基本组成

2．1．1 客车空调采暖系统工作原理

2．1．2 客车空调采暖系统运行要求

2．2 客车空调温度控制系统组成

2．2．1 CPU的选取及主要功能

2．2．2 通信协议设计

2．2．3 嵌入式操作系统

2．3 客车空调采暖系统数学模型

2．4 本章小结

第3章 客车空调采暖系统算法

3．1 控制算法比较

3．2 模糊PID控制算法实现

3．3 控制算法仿真

3．4 调试与仿真结果分析

3．5 本章小结

第4章 客车空调采暖系统硬件电路设计

4．1 上位机硬件电路设计

4．1．1 最小系统电路

4．1．2 电源电路

4．1．3 按键电路

4．1．4 温度显示电路

4．2 下位机硬件电路设计

4．2．1 最小系统电路

4．2．2 电源电路

4．2．3 温度采集电路

4．2．4 电机驱动电路

4．3 CAN通信电路

4．3．1 CAN总线拓扑结构

4．3．2 CAN总线节点设计

4．3．3 CAN通信硬件电路设计

4．4 本章小结

第5章 客车空调采暖系统软件设计

5．1 开发工具简介

5．2 温度控制系统应用程序设计

5．3 下位机控制程序设计

5．3．1 温度采集程序设计

5．3．2 电机控制程序设计

5．4 上位机控制程序设计

5．4．1 μC／OS-Ⅱ操作系统移植

5．4．2 μC／OS-Ⅱ操作系统上任务实现

5．5 实验结果与分析

5．6 本章小结

结论

附录

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的论文

致谢