正文 四驅電動汽車實驗平台的設計(2 / 2)

SCLK=1;

_nop_();}

SCLK=0;

CS1=1; //片選無效}

變頻器選用BLD-750直流無刷電機驅動器,其適用於功率為750W以下,電壓為48VDC的三相正弦波直流無刷電機的轉速調節,可用外部模擬電壓實現調速控製。具有啟動/停止控製、正反轉控製、刹車製動控製功能;具有與輪轂電機霍爾傳感器配合,提供轉速脈衝信號輸出功能;具有過流、過壓、欠壓、堵轉、溫度等保護功能;具有高速力矩輸出平穩,轉速穩定的特點。

車輪選用8寸無刷輪轂電機,輪胎直徑約200mm,每轉變頻器輸出12個脈衝。輪速測量時,利用單片機定時1s,對輸入的脈衝信號進行累計,得到頻率值F,則輪速為:

N=×60(RPM) (式1)

直行時車速約為:

V=(km/h) (式2)

2.2油門控製

四驅電動汽車油門控製模塊由電子式油門踏板、A/D轉換器和控製計算機組成。

電子式油門踏板中,踏板位置傳感器外接5V電源,以分壓電路原理工作。電子油門踏板通過轉軸與傳感器內部的滑動變阻器的電刷連接,踏板位置改變時,電刷與接地端的電壓隨之發生線性改變,即傳感器輸出電壓對應改變。

A/D轉換器選用DAC0809,對輸入的油門位置直流電壓信號進行數字化,得到輪速給定值的一個參數。

2.3轉向控製

四驅電動汽車轉向控製模塊由方向盤角位移傳感器、A/D轉換器和控製計算機組成。角位移傳感器也是利用內部滑動變阻器,采用分壓原理工作,輸出對應轉角關係的直流輸出電壓,經A/D轉換器數字化後,得到輪速給定值的另一個參數。

輪速給定值:

D=32×k×k (式3)

2.4輔助控製

輔助控製主要是實現汽車的啟動/停止、前進/後退、刹車製動功能。BLD-750直流無刷電機驅動器有三個對應的控製輸入,設計時,設置了“啟動/停止”、“前進/後退”、“刹車”三個按鍵,汽車控製主機循環做鍵掃描,產生對應的控製信號給驅動器,控製汽車的運行方式。

2.5車速儀表

車速儀表采用液晶顯示,汽車控製主機對輪速模塊反饋回來的輪速信息進行處理後,計算得到四個車輪的轉速和汽車的車速,送給液晶顯示出來。另外,為配合實驗需要,對每個車輪驅動環節還裝設了電流表,反映驅動電流與車輪轉速的關係。

3.結語

四驅電動汽車實驗平台現開設有“電動汽車的同步運動”和“電動汽車的差速運動”兩個實驗項目,實現四驅汽車在直行和轉彎行駛時的特性分析。四驅電動汽車實驗平台在設計時,主控計算機采用的是常用的MCS51單片機,相關控製器件也是常用的,這樣更有利於這一平台對學生的開放性,實現創新性實驗和設計,如汽車加速運行的特性實驗、汽車原地轉向的設計等。

參考文獻:

[1]李全利.單片機原理及應用技術[M].北京:高等教育出版社,2001.

[2]王博,羅禹貢,等.基於控製分配的四輪獨立電驅動車輛驅動力分配算法[J].汽車工程,2010,32(2):128-132.

[3]餘卓平,薑煒,張立軍.四輪輪轂電機驅動電動汽車扭矩分配控製[J].同濟大學學報(自然科學版),2008,36(8):1115-1119.

[4]鄒廣才,羅禹貢,李克強.四輪獨立電驅動車輛全輪縱向力優化分配方法[J].清華大學學報(自然科學版),2009,49(5):719-722,727.