模型电动车的双后轮独立驱动系统的开发与研究

摘要

随着社会的发展，越来越多的家庭开始拥有汽车，既给人们的生活提供了很大便利，又成为带动经济发展的行业。然而在另一面，汽车所带来的各种弊端日益凸显，如：交通事故、环境污染、对石化能源的严重依赖等，很多国家都开始寻找各种方法解决这些问题。目前，“零污染”的电动汽车被广泛认为是传统汽车的替代者，电动汽车行业已经成为各国汽车研究的一个重点。
　　 双轮驱动电动汽车代表着电动汽车行业的发展方向，以其简洁的控制方法、卓越的整车性能和广阔的市场前景，受到了产、学、研等各界的重视。本文针对双后轮独立驱动的模型电动车系统进行了深入的分析和研究。本文是关于模型电动车双后轮独立驱动系统的研究和设计，该系统以飞思卡尔(Freescale)公司推出的MC9S12XDG128双核微控制器为核心，以无刷直流轮毂电机和CAN总线为辅助，构成了一整套高性能的控制系统。
　　 在文中，首先是对电动汽车行业的背景进行了大致的介绍，重点描述了国内外电动汽车产业的发展现状。因为无刷直流电机是模型电动汽车的核心部件，所以接着在文中重点介绍了无刷直流轮毂电机的结构、工作原理和控制方法。在主控单元与驱动模块之问的数据传输与通信使用了CAN总线，所以本文对CAN总线也进行了详细说明，比如CAN总线的硬件和软件设计等。最后，介绍了本模型车系统的开环和闭环控制的方法。本文在理论分析的基础上，对该模型电动汽车系统进行了相关的实验分析，经实践验证达到了预期效果，从而证实了本模型车系统的可用性和稳定性。

目录

文摘

英文文摘

学位论文的主要创新点

第一章 绪论

1.1 前沿

1.1.1 背景及研究意义

1.1.2 电动汽车的发展

1.2 电动汽车的发展现状

1.2.1 国外电动汽车的发展现状

1.2.2 国内电动汽车的发展现状

1.3 电动汽车简介

1.3.1 电动汽车的分类

1.3.2 电动汽车的构成

1.3.3 电动汽车工作原理

1.4 本论文主要研究内容

第二章 模型车的主电机

2.1 无刷直流电动机的分类

2.2 无刷直流电机的工作原理

2.3 无刷直流电机的结构和驱动方式

2.3.1 无刷直流电机的本体结构

2.3.2 电机转子位置传感器

2.3.3 功率驱动电路

第三章 CAN总线

3.1 CAN总线概述

3.1.1 CAN总线特点

3.1.2 CAN总线与RS-485总线比较

3.2 CAN总线基本概念

3.3 CAN总线的分层结构

3.3.1 物理层(The Physical Layer)

3.3.2 传输层(The Transfer Layer)

3.3.3 目标层(The Object Layer)

3.4 CAN报文传送和帧结构

3.4.1 数据帧

3.4.2 远程帧

3.4.3 出错帧

3.4.4 过载帧

3.5 位定时与同步

3.6 通信模块系统的方案设计

3.6.1 CAN总线硬件

3.6.2 CAN总线软件

第四章 模型车的驱动系统的设计与实现

4.1 带办处理器XGate的16位单片机MC9S12XDG128

4.1.1 MC9S12XDG128单片机介绍

4.1.2 MC9S 12XDG 128单片机的最小系统

4.2 系统主电路

4.3 模型车的驱动电路模块

4.3.1 无刷直流电机控制专用集成电路

4.3.2 模型车系统实际驱动电路

4.4 电流检测与速度检测

4.4.1 电流检测电路

4.4.2 速度检测电路

4.5 系统电源模块

4.6 系统软件

4.6.1 主程序

4.6.2 定时器中断服务子程序

4.6.3 CAN总线中断服务子程序

4.6.4 输入捕捉中断

4.7 转速双闭环调节系统

4.7.1 流程图设计

4.7.2 程序设计

4.7.3 总结和实验数据示例

第五章 全文总结

参考文献

发表论文及参加科研情况

致谢