燃料电池车电机控制系统硬件设计.doc

摘要:燃料电池车作为新型能源汽车，具有高效率、无污染、零排放、无噪声等优点，在能源的利用和环境保护方面有很大的优势, 代表了未来汽车使用新型能源及先进科技的发展趋势，领导着汽车工业革命的新潮流。而电动机驱动系统是燃料电池车的心脏，直接影响着燃料电池车性能的优劣。数字信号处理器（DSP）由于其硬件资源丰富、指令功能强大、处理速度快、实时性好等优点使其在电机控制方面成为主流。数字信号处理器(DSP)代替单片机进行电机控制已成为新的发展趋势，将 DSP 引入燃料电池车电机控制系统, 将进一步提高燃料电池车的性能，推动电动汽车产业化发展。

本文主要介绍基于DSP的燃料电池车直流电机控制系统的硬件设计，系统主要包括以下几个部分：给定信号检测电路、电流检测电路、速度检测电路、MOSFET驱动电路、DSP最小系统。系统采用双闭环直流调速控制系统，通过霍尔电流传感器、光电编码器检测电机的工作电流、转速，进而改变由DSP产生的PWM输出，经过MOSFET驱动电路实现对电机的控制。

文章最后对全文进行了总结，并对以后的研究提出了展望。

关键词：燃料电池车；直流电动机；双闭环控制系统；数字信号处理器

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1燃料电池车及其电机控制系统-1

1.2本文研究的主要内容-1

2 燃料电池车及其电动机驱动控制系统-2

2.1燃料电池车电机选型-2

2.1.1电机驱动系统要求-2

2.1.2直流电机驱动系统-2

2.2直流电动机的工作原理-2

2.3直流电动机的调速原理-2

2.3.1调压调速原理-3

2.3.2调励磁调速原理-3

2.4脉宽调制变换器的基本原理-4

2.5直流电机的控制方案-6

2.5.1开环控制系统-6

2.5.2单闭环控制系统-6

2.5.3双闭环控制系统-6

3 直流电机DSP控制系统硬件设计-8

3.1数字信号处理器（DSP）-8

3.2控制系统硬件总体结构设计-10

3.3给定信号检测电路-10

3.4电流检测电路-11

3.5速度检测电路-11

3.5.1光电编码器原理与类型选择-12

3.5.2速度检测电路-12

3.6 PWM输出电路-13

3.7 MOSFET驱动电路的设计-13

3.8 DSP最小系统设计-14

3.8.1异步串行通信电路-14

3.8.2电源电路-14

3.8.3 DSP时钟电路-16

3.8.4 DSP复位电路-16

3.8.5 DSP扩展电路的设计-17

4直流电机DSP控制系统软件设计-18

4.1主程序设计-18

4.2 中断处理程序设计-18

图4.2中断处理子程序流程图-19

结    论-20

参 考 文 献-21

致    谢-22