摘 要

第1章 绪论 7

1.1课题背景及选题意义 7

1.2国内外电动汽车的发展现状 7

1.3本课题研究的主要内容 9

第2章 无刷直流电机的选取、原理和数学模型 10

2.1电动汽车驱动电机的种类 10

2.2无刷直流电机的结构和工作原理 11

2.3无刷直流电机的数学模型 13

2.4无刷电机的调速原理 14

2.5本章小结 15

第3章 直流无刷电机调速设计和控制策略 16

3.1设计方案 16

3.2控制策略 17

3.3本章小结 18

第4章 无刷直流电机控制系统的模型仿真建立 19

4.1基于MATLAB/SIMULINK的BLDCM系统模型的建立 19

4.1.1BLDC系统 19

4.1.2BLDCM模块 19

4.1.3换向器模块 20

4.1.4逆变器模块 20

4.1.5速度控制器模块 21

4.1.6PID调节模块 21

4.1.7整个系统仿真框图 21

4.2 PID参数的选取 22

4.3仿真结果 22

4.4本章小结 23

第5章 系统硬件设计 24

5.1TMS320F2812芯片简介 24

5.2电动汽车电机控制系统总体设计方案 24

5.2.1双供电源电路 25

5.2.2JTAG接口电路 26

5.2.3ADC接口电路 27

5.3本章小结 28

第6章 系统软件设计 29

6.1 DSP的软件开发工具 29

6.2整车控制器的软件设计 29

6.3电机驱动控制的软件设计 31

6.3.1电子换向程序 31

6.3.2转速/电流双闭环PID调节 32

6.4本章小结 33

第七章 总结与展望 34

7.1结论分析 34

7.2不足与展望 35

致谢 36

参考文献 37

附录 39

摘 要

随着人们对汽车使用需求的持续增加，汽车产业也在空前发展，随之带来的是大量的环境污染、能源短缺等一系列的问题，为了保持经济的可持续发展， 保证人类的生活水平，保障环境的绿色健康，人们越来越意识到保护环境的重要性，作为污染环境的重要领域之一的汽车领域，大力改革发展环保节能汽车是重中之重，而电动汽车作为一种使用电能的汽车，其优点是使用的能源清洁，没有污染尾气的排放，并且其控制系统结构简单，易于维护管理。

无刷直流电机近年来发展迅猛，它具有直流有刷电机的特性，与此同时又具有频率的变化，无刷直流电机的优点突出，具有：无电刷低干扰、噪音低、寿命长、维护成本低等一系列优点，经常被用于电动汽车，本文正是基于对无刷电机的特性，对电动汽车无刷直流电机控制系统进行研究。

本文首先介绍了电动汽车的发展历史，较为详细地介绍了直流无刷电机的工作原理以及组成，并且通过对目的需求的分析，对无刷直流电机的调速过程进行详细的探究。在分析了控制系统的原理和方法之后，首先建立了直流无刷电机的数学模型，然后利用MATLAB对其进行仿真，得出了速度响应曲线，然后对电动汽车的电机控制系统进行设计，通过利用传感器采集数据，然后输入给DSP，经过处理后传送给电机驱动系统，完成了整个硬件设计，最后简要介绍了整个过程工作的流程框图，完成了软件设计。

关键词：电动汽车 无刷直流电机 MATLAB 控制系统 DSP

ABSTRACT

As the car continued to increase the use of demand, the automobile industry is also an unprecedented development, brings with it a large number of series of problems of environmental pollution, energy shortages, in order to maintain sustainable economic development, to ensure that the level of human life to protect the green and healthy environment, people are increasingly aware of the importance of protecting the environment, as the automotive sector, one of the important areas of environmental pollution, and vigorously reform and development of environmentally friendly fuel-efficient cars is a top priority, and the use of electric vehicles as a power cars, the advantage of using clean energy, no pollution exhaust emissions, and its control system is simple, easy maintenance and management.

Brushless DC motor is developing rapidly in recent years, it has a brushed DC motor characteristics, at the same time and with varying frequency, highlight the advantages of brushless DC motor comprising: a brushless low interference, low noise, long life, maintenance low cost series of advantages, is often used in electric vehicles, this paper is based on the characteristics of the brushless motor, electric cars brushless DC motor control system research.

This theis introduces the development history of electric vehicles, a more detailed description of the brushless DC motor works and the composition, and by the purpose of the demand analysis, a brushless DC motor speed control process to conduct a detailed inquiry. After analyzing the control system principles and methods, first a mathematical model of brushless DC motors, and then use its MATLAB simulation, obtained velocity response curve, and then the vehicle control system design, through the use of sensor collect data, and then inputted to the DSP, transferred after treatment to the motor drive system, the completion of the entire hardware design, ends with a brief flow diagram of the entire work process, complete software design.

Keywords: Electric Vehicle Brushless DC Motor MATLAB Control System DSP

第1章 绪论

1.1课题背景及选题意义

汽车作为现代最重要的交通工具之一，它的飞快发展缩短了人们之间的的距离，为人们的日常生活带来了极大的便利，汽车工业作为国民经济的主导产业，它的发展水平能够衡量国家的现代工业技术水平的高低。汽车的发展已经引发了地球资源的激剧消耗，而地球上的资源是有限的，能源短缺始终是全人类所面临最严重的发展问题，它关系到全球经济的发展方向，我国始终注重可再生能源的利用与发展，从我国的国情出发，制定了一系列的发展政策。从国家发展与安全的角度出发，石油资源和煤炭资源都与我国经济、安全等方面密切相关，能源的稳定供应是我国发展的重点保障。