电动轻型摩托车电子控制器软件的设计与开发

摘要

电动轻型摩托车因其骑行便捷、成本低廉及零排放污染的优点，在近几年广为流行。无论从环保角度还是能源角度看，未来电动车都会有一个大的发展，可能会成为新的经济增长点。
　　电动轻型摩托车的电气系统主要包括电池、直流无刷电机(BLDC)和电子控制器(Electronic Control Unit，简称ECU)。ECU作为系统的核心，承担了接收控制信号、驱动电机运行的关键功能以及仪表显示、电池管理、安全保护等扩展功能的实现。这些控制逻辑的算法都是由ECU的软件来完成。可以说，ECU软件的开发就是整个电动摩托车控制系统的核心技术，其优劣直接决定了整车性能的高低。当前业界对于ECU软件技术研究的重点是优化控制，提高电机效率，延长电池寿命，以及扩展新功能等。
　　传统的ECU软件采用简单的一体化架构设计，没有分层和模块化，不利于维护和移植。此外在电机控制上采用简单的方波换相方式驱动电机，噪声和力矩波动较大、效率低。本文的研究课题，就是引入汽车开放系统架构(AUTOSAR)的标准软件架构，以平台化的理念和模块化的方法进行ECU软件的设计开发，实现调速、刹车、防盗锁死、仪表显示、电池过压及过流保护等功能;在电机控制算法上采用更为先进的空间矢量调制(SVM)方法，输出正弦电流驱动电机以消减力矩波动和噪声并提高效率。最后，在系统的调校和测试中，开发了一个上位机调校软件，通过UART接口实时监控ECU运行状态并调校其控制参数，以使系统性能达到最优。经过测试验证，所设计的ECU功能稳定可靠，电机运行平稳安静，效率及最大输出扭矩优于传统控制器，从而改善了骑行的舒适性并提高了续航里程。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 课题背景介绍

1．2 论文的主要工作和章节安排

第二章 系统体系介绍及电机控制理论

2．1 整车电子控制系统的拓扑结构

2．2 直流无刷电机的工作原理

2．3 电机控制算法的介绍

2．4 汽车开放系统架构AUTOSAR

2．5 本章小结

第三章 软件需求分析和架构设计

3．1 软件功能的需求

3．2 软件设计要求

3．3 软件的架构设计及模块划分

3．4 本章小结

第四章 模块的详细设计与实现

4．1 调速

4．2 刹车

4．3 防盗

4．4 定速巡航

4．5 故障侦测与保护

4．6 仪表显示

4．7 诊断及辅助调试模块

4．8 功能安全

4．9 本章小结

第五章 系统调校及验收测试

5．1 基于wxWidgets开发的上位机调校工具

5．2 系统调试与校准

5．3 电机性能测试

5．4 系统验收

5．5 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 论文工作总结

6．2 后续工作的发展计划

参考文献

致谢

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