基于FPGA的电磁液冷缓速器控制单元研究

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电磁液冷缓速器是一种基于电涡流原理工作且采用冷却液循环方式散热的新型辅助制动装置,在行车过程中为车辆提供必要且有效的安全保障。本论文旨在以此种缓速器为配套对象,基于FPGA技术研究开发与其相适应的智能控制单元。论文主要章节的研究内容如下:  第1章概述了汽车缓速器应用的技术背景及相关法规,介绍了传统电涡流式缓速器的组成结构及控制方法,总结了电涡流缓速器控制单元的研究现状,针对其亟待解决的技术难点提出了论文的主要研究内容和研究技术路线。  第2章阐述了转子内嵌式电磁液冷缓速器的机械结构及工作原理,对其制动过程及制动力矩进行了深入的数值计算,结合台架模拟试验数据分析结果,提出了控制单元的控制方法及工作限制条件。  第3章提出了一种传统增量式PID与小脑模型神经网络CMAC复合控制的恒速巡航控制方法,在明确复合控制算法基本原理的基础上对其进行了数值仿真分析及硬件描述语言实现。  第4章实现了将控制单元节点嵌入至基于SAE J1939协议的CAN总线通信网络,简要说明了SAEJ1939协议内容并归纳了与缓速器控制单元相关的报文帧内容,基于搭建的模拟测试平台对此数据通信模块开展了功能性测试。  第5章设计了控制单元的硬件电路,依据此部分功能需求将硬件电路划分为核心控制模块、输出驱动模块、档位控制模块、数据通信模块和系统电源模块,完成了核心器件选型、原理图设计及印刷电路板绘制,并测试了其电磁兼容性。  第6章搭建了控制单元的片上可编程系统,依据此部分功能需求将系统整体划分为档位控制模块、数据通信模块、脉冲宽度调制模块、复合控制算法模块和NIOSⅡ软核处理器,叙述了各功能模块的搭建流程及系统集成设计步骤。  第7章开发了控制单元的软件程序,依据此部分功能需求将软件程序划分为档位控制模块、功率输出模块、数据通信模块、恒速巡航模块和运行监测模块,描述了各模块的功能说明及运行流程图,并依此完成了程序内容的编写。  结论部分对全文进行了总结,并提出了有待进一步完善和深入研究的方向。
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