电动汽车控制系统设计设计
新能源汽车电动汽车动力及控制技术设计_毕业设计论文
新能源汽车电动汽车动力及控制技术设计_毕业设计论文一、内容概述电动汽车动力系统设计概述了电动汽车动力系统的基本构成和关键参数，包括电池组、电机、电控系统等主要部件的选择与配置。
对不同类型的动力系统设计方案进行比较分析，旨在选择最优设计方案以实现电动汽车的高效、稳定和可靠运行。
电池管理技术是论文的核心内容之一，主要涉及电池的充电与放电特性分析，电池的容量及寿命评估等方面。
本文重点研究如何提升电池的储能性能和安全性能，降低电池成本，以实现电动汽车的可持续发展。
电机控制技术着重探讨电机的性能优化和效率提升方法，包括电机的控制策略、调节方式以及控制算法等。
还将对电机控制技术的智能化发展进行深入探讨，以期实现电机的高效、精确控制。
智能化能量管理策略是本论文的另一个重点研究方向。
通过对电动汽车运行过程中的能量消耗进行实时监测和优化管理，实现电动汽车的能量利用效率最大化。
还将探讨如何通过智能化技术实现电动汽车的自动驾驶和智能导航等功能。
1. 背景介绍：阐述新能源汽车的发展背景，电动汽车的重要性和发展趋势。
在当前社会，新能源汽车的发展已然成为全球汽车工业的大势所趋。
面对环境污染与能源短缺的双重压力，新能源汽车作为绿色、低碳、高效的交通方式，正日益受到全球各国的重视和推动。
尤其是电动汽车，由于其零排放、高效率的特性，已然成为新能源汽车领域中的领军角色。
发展背景：随着科技的进步和社会的发展，传统燃油汽车的排放问题日益凸显，对环境的污染和对资源的消耗引起了全球的关注。
为了应对这些问题，各国政府和企业纷纷转向新能源汽车的研发和生产。
新能源汽车应运而生，它的发展不仅是汽车工业技术进步的体现，更是人类社会对环境友好、可持续发展的追求。
电动汽车的重要性：电动汽车作为新能源汽车的一种，以其独特的优势在市场上占据了重要的地位。
电动汽车具有零排放的特点，它可以有效减少尾气排放，改善空气质量。
电动汽车的能效高，能源利用率远高于传统燃油汽车。
新能源汽车的整车控制系统设计研究
新能源汽车的整车控制系统设计研究随着全球环保意识的增强和可再生能源技术的快速发展，新能源汽车的市场规模逐渐扩大。
整车控制系统作为新能源汽车的核心组成部分，其设计与实现直接影响到车的安全性、可靠性和使用性能。
因此，对新能源汽车整车控制系统的研究具有重要的现实意义。
整车控制系统的定义与功能整车控制系统是通过对电动汽车各个部件的协调与控制，实现对整车功能的高效管理。
传统汽车的控制系统主要集中于发动机和变速箱的控制，而新能源汽车则涉及电池组、驱动电机、能量管理系统和智能化辅助系统等多个方面。
整车控制系统的主要功能包括动力分配、能量管理、智能辅助驾驶、车辆状态监测等。
整车控制系统设计的重要性在于，它不仅需要实现机械部件的基本功能，如加速、制动、转向等，还需要通过高效的能量管理系统，以提高车辆的续航里程和整体能效。
此外，随着智能驾驶技术的发展，整车控制系统还需要具备高度的智能化，能够响应复杂的道路和交通情况，为驾驶者提供更安全、可靠的驾驶体验。
设计要素与架构整车控制系统的设计涉及多个学科，包括电子技术、控制工程、计算机科学、信号处理等。
其基本架构一般可以分为感知层、决策层和执行层。
感知层包括各种传感器和监测设备，如车速传感器、温度传感器、位置传感器等。
这些传感器能够实时获取车辆周围环境和自身状态的信息。
通过数据融合技术，将来自不同传感器的数据进行综合处理，可以构建出更加准确的环境模型。
决策层则负责根据感知层提供的信息，进行系统分析和决策。
通常采用控制算法、优化算法等方法，来处理传感器数据，并根据车辆的状态和驾驶环境，制定合适的控制策略。
决策层可以使用人工智能算法，如深度学习和强化学习等，以不断优化决策过程，提升系统的智能化水平。
执行层负责将决策层的指令转化为具体的控制信号，直接作用于各个执行机构，包括电机驱动控制、刹车控制、转向控制等。
这一层需要精确、迅速地响应，以确保操控的实时性与可靠性。
能量管理系统设计能量管理系统（Energy Management System，EMS）是新能源汽车整车控制系统设计中的关键组成部分。
电动汽车的电力系统设计与控制
电动汽车的电力系统设计与控制近年来，随着人们对环境保护并行动的呼声不断增加，电动汽车作为一种环保、低碳的交通工具，越来越受到人们的青睐。
然而，电动汽车的电力系统设计与控制是电动汽车的关键技术之一，因此本文将重点探讨电动汽车的电力系统设计与控制。
一、电动汽车的电力系统概述电动汽车的电力系统主要包括电动机、电池和电子控制器。
其中，电动机是电动汽车的“心脏”，是实现电能转化为动力的关键部件。
而电池则是电动汽车的“动力支持”，对电动汽车的里程及性能影响较大。
此外，电子控制器是电动汽车电力系统中的“大脑”，可以控制电动机、电池和其他电子设备的正常运转。
二、电动汽车电池的设计与控制电动汽车的电池系统是电动汽车的重要组成部分，掌握其设计与控制技术是电动汽车制造商的必修课程。
电动汽车电池系统主要涉及电池组设计、电池管理系统的设计以及BMS的设计等方面。
1、电池组设计电池组的设计是电动汽车电池系统中的重要组成部分。
电池组一般由多个电池单体组成，其设计需要考虑到电池单体的电压、容量等指标，以及连接方式、结构图案、重量等一系列因素。
对于电动汽车电池组设计的主要注意点可以概括为“轻、薄、小、大”，即要重视发动机系统的轻量化设计，而且要考虑到空间的利用率和尺寸的限制。
2、电池管理系统设计电池管理系统是指控制电池单体电压、容量、温度、充放电过程、失效管理等一系列操作的系统。
其主要目的是为了延长电池组的寿命、提高电池的性能、防范电池失效风险，提供电池的状态信息等。
电池管理系统需要掌握能源管理技术、传感技术、通信技术等一些核心技术，因此制造商需要不断提升技术水平，满足市场需求。
3、BMS设计BMS是电动汽车电池管理系统的核心技术之一，其作用是监测电池的电压、电流、温度等参数，实现对电池的控制。
BMS的设计需要考虑电池型号、工作条件、安全要求等因素，同时需要实现精确、快速、稳定的管理、监测和控制功能。
三、电动汽车电机的设计与控制电动汽车的电机系统主要包括电机、控制器和传动装置等三个部分。
新能源汽车驱动系统的设计与控制
新能源汽车驱动系统的设计与控制随着人们对环境保护意识的不断加强，新能源汽车的市场需求不断增长，成为一个全新的发展领域。
新能源汽车的驱动系统是实现车辆动力输出和运行控制的核心部件，一定程度上决定着车辆的性能和车主的使用体验。
本文将围绕新能源汽车的驱动系统进行探究，明确系统的设计与控制方法。
一、新能源汽车驱动系统概述新能源汽车的驱动系统相比传统化石燃料汽车有很大不同，其动力来源多为电池，通过电机传递力量来驱动车辆。
然而，一般来讲，新能源汽车的驱动系统主要包括马达、电池、变速器和控制系统。
1、电驱马达电驱马达是新能源汽车驱动系统的核心部件，其功率大小直接影响着汽车的动力和续航能力。
通常，电驱马达按转子结构可以分为内转子和外转子型；按磁场型式又可分为永磁同步电机、感应电机、永磁直线电机以及开关磁阻电机等，具体型号要根据车辆的性能和用途来定。
2、电池电池是新能源汽车驱动系统的重要部分，其能量密度高、无污染、寿命长以及续航能力强，但也存在着储能方面的限制。
常见的电池有锂离子电池、钛酸锂电池、铅酸电池和超级电容器等，经过比较锂离子电池因能量和安全性因素表现更为突出。
3、变速器变速器是控制驱动力和车速的重要部分。
由于电驱动马达具有较宽的转速范围，采用传统的机械式变速器不再适用。
所以，新能源汽车采用的多是单速和多档位的电子变速箱，被称为电机控制系统和电机变速装置。
其中电子变速箱带有不断变速的转速系统，能够有效提高电机转速控制精度和响应速度。
根据传动形式，变速器又可分为同步齿轮电动车自动变速器、真空强度电子自动变速器等。
4、控制系统控制系统是新能源汽车驱动系统的关键部分，它支持不同器件之间的联动协作，通过驱动力系统的各个模块使驱动力的分配合理，使车辆的操作更加便捷。
其中，控制器就是实现各个模块协同工作的核心，由软件程序和控制模块组成。
大致包括：电池管理系统、电机控制单元、电子控制器和通讯总线等。
二、新能源汽车驱动系统设计要素新能源汽车驱动系统的设计要素与传统燃油汽车有很大不同，在此介绍其与设计要点。
电动汽车驱动控制系统设计--毕业设计
排放物质
燃油汽车排放系数
电动汽车排放系数
甲醛
0.87
0
一氧化碳
46.50
0
碳氢化合物
3.52
0
氮氧化合物
2.40
0
硫氧化合物
2.40
0
有机酸（醋酸）
0.87
0
有机酸（醋酸）
0.224
0
在表格1-3中所示，重量为1 000kg的传统汽车使用无铅汽油所排放的HC、CO、CO2、SO2分别为0.018、0.91、0.077 1、0.004 5—0.045 36kg。其中，电动汽车的尾气排放包含了发电厂气体排放量，分为火力发电厂和天然气发电厂两种情况，意义与燃油汽车相同。表格1-3资料来源于美国通用汽车公司电动汽车技术报告。
1.2
电动汽车以蓄电池的电能为动力，在行驶时几乎没有废气排出，比燃油汽车减少92%-98%，是最被看好的“零污染”汽车。因此，电动汽车的使用时为解决环境污染问题提供了很好的一条途径。
表1-1比较了燃料汽车和电动汽车的废气排放（主要成分）。表格1-1资料来源：《国家重大科技产业工程项目电动汽车实施方案》。
关键词：电动汽车；驱动系统；异步电动机；无速度传感器矢量控制
ABSTRACT
Driving system is the heart of EV and one of the key parts of the vehicle that determines the performance of the EV directly. According to the control technique、the method of induction motor drive system and based on the factual requirement of EV, the speed sensorless vector control was designed in this article. By transforming coordinate, the stator current is decomposing two DC parts which orientated as the rotator magnetic field and controlled respectively, So magnetic flux and torque are decoupled. It controls the asynchronous motor as a synchronous way. Finally, intimation system is established in the environment of Matlab to validate these control arithmetic. The system proved its enormous practical value of application.
新能源汽车电动驱动控制系统设计与实现
新能源汽车电动驱动控制系统设计与实现一、简介随着环境污染和能源危机的加剧，新能源汽车作为一种绿色、环保的交通工具逐渐引起了人们的关注。
其中，电动汽车因其零排放、低噪音、低能耗等优点成为发展方向。
而电动驱动控制系统作为电动汽车的重要组成部分，对于提高电动汽车的性能、稳定性和可靠性起到了至关重要的作用。
本文就电动驱动控制系统的设计与实现进行详细的讲解。
二、电动驱动控制系统的基本概念电动驱动控制系统通常由电机、电控器、电池组、控制器和传感器等组成。
其中，电机是电动汽车的核心设备，是将电能转化为机械能的装置；电控器是控制电机运转的主要设备，它控制电机的各种参数，实现电机的启动和停止、调速等功能。
电池组则是提供电能的设备，控制器则负责对电机控制器进行控制。
传感器则是对电控系统进行反馈的设备，能够实时监测电动汽车各种参数。
三、电动驱动控制系统设计的要点1. 电机与电控器的匹配电动汽车的电机与电控器之间需要进行匹配，以满足电动汽车的动力要求。
电机与电控器的匹配需要考虑多方面因素，如电机的功率、转矩、轴承载荷等。
所以对于电机与电控器的匹配需要严格按照规定进行。
2. 电动汽车控制策略控制策略是电动汽车电控系统的核心，它涉及到电池组电路的设计、电机控制方式和转速控制等。
因此，电动汽车控制策略的选择应该根据具体的车辆性能和实际驾驶需要，以达到最佳的控制效果。
3. 电池管理系统电池管理系统是电动汽车电控系统中的重要组成部分，它对电池充电和放电进行控制与管理，保证电池的正确使用和延长电池寿命。
所以电池管理系统的设计需要考虑多个方面因素，如环境温度、电池组质量、充电电流、放电电流和循环使用次数等。
4. 车辆传感器的设计传感器是电动汽车电控系统中一个极为重要的组成部分，它能够实时测量车辆各种参数的数据并反馈给控制器，从而实现对电动汽车动态和静态数据的掌控。
因此，传感器的设计需要具备高精度、高可靠性和防抖动等特点，同时需要根据不同的车型和使用场景进行个性化设计。
电动汽车电子控制系统设计
电动汽车电子控制系统设计摘要首先，根据电动汽车的特点，给出了电动汽车的设计思路，分析了城市交通的特点，提出了小型纯电动汽车的性能指标，设计了小型纯电动汽车的电气系统总体，对各个控制单元的功能进行了分析。
其次，建立了电动汽车动力系统数学模型，基于电池组输出能量与电动汽车消耗能量相等的原则，给出了电动汽车续驶里程的计算方法，并对其影响因素进行了分析，为电动汽车的研究开发提供了理论基础。
再次，探讨了电动汽车的优化设计方法，建立了整车及各个组件的数学模型和Simulink仿真模型。
最后，基于PLC和变频器设计了驱动控制系统的软硬件结构，该控制系统能够对电动汽车的转向、前进、倒车、停止、制动进行较为精确的控制，可以为电动汽车驱动控制器的设计提供新的参考。
关键词电动汽车,参数优化,系统仿真,自动控制,可编程控制器1绪论纯电动汽车是以二次电池为储能载体，二次电池以铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池为主。
由于二次电池目前在储电量、充放电性能、使用寿命、成本等方面无法与内燃机相比，因此近一时期以来，研究进展不大，大多数研究单位已将研究目标转为混合动力汽车。
续驶里程有限:目前市场上使用的电动汽车一次充电后的续驶里程一般为100～300km，且这个数字通常还需要保持适当的行驶速度及具有良好的电池管理系统才能得到保证，而绝大多数电动汽车在一般行驶环境下的续驶里程只有50～100km。
比起传统燃油汽车而言，电动汽车的较短续驶里程成为其致命的弱点。
成本过高:目前各式电动汽车能示范运行的，都是在原燃油汽车的底盘、车厢基础上改装而成的，即将发动机、油箱等系统全数拆下，然后装上电机、电池等相关配套设备就形成电动汽车。
电池、电机及其控制器技术复杂，其成本太高，另外也由于采用一系列新材料、新技术，致使电动汽车的造价居高不下。
蓄电池性能难以满足要求:电动汽车使用的普通蓄电池的寿命最多为4年，与燃油汽车的寿命相比太短。
若采用动力足、寿命较长的电池，其成本较高。
纯电动汽车电驱动控制系统设计
纯电动汽车电驱动控制系统设计摘要：简要介绍纯电动汽车的电驱动控制系统设计要求，明确纯电动汽车电驱动系统的控制模式及档位切换控制策略。
关键词：纯电动汽车；电驱动控制；Desion of Electric Drive Control System for Electric VehicleRUAN Peng1，LI ChuangJu2(AnHui JiangHuai Automobile CO.,LTD.Passenger Car Company, Anhui Hefei230009)Abstract：This paper briefly introduces the design requirements of electric drive control system for electric vehicle, and clarifies the control mode and gear switching control strategy of electric drive system for electric vehicle.Key words：electric vehicle；electric drive control system；0引言随着纯电动汽车销量不断增长，纯电动汽车电驱动控制系统相关控制策略的设计也越来越重要。
本文简要介绍了纯电动汽车的电驱动控制系统设计要求，并明确了纯电动汽车电驱动系统的各种控制模式以及档位切换相关的控制策略。
1电驱动控制系统一般要求1.1当车辆高压上电完成，接收到启动信号，满足整车上电READY使能条件，进入READY状态；1.2READY状态，无加速踏板和制动踏板请求，满足使能条件，进入蠕行模式；1.3READY状态，有加速踏板请求无制动踏板请求，满足使能条件，进入驱动模式，根据加速踏板输入信号计算驾驶员期望扭矩；1.4READY状态，有制动踏板踏板请求，无加速踏板请求，满足使能条件，进入制动模式；1.5READY状态，同时有加速踏板请求和制动踏板请求时，制动踏板请求优先；1.6READY状态，ESC模块有扭矩请求时，整车控制器应响应ESC请求，ESC请求优先级高于加速踏板；1.7READY状态，eBoost模块有扭矩请求时，整车控制器响应eBoost模块扭矩请求，eBoost模块扭矩优先级高于驾驶员期望扭矩请求，低于ESC请求；1.8 若车辆配置eBoost模块，检测到eBoost模块通讯丢失时，接收到制动踏板的输入，整车控制器提供辅助制动力；1.9VCU的输出目标扭矩应考虑动力电池的充放电功率和电流；1.10VCU的输出目标扭矩应考虑驱动电机的最大驱动允许扭矩和最大发电允许扭矩；1.11VCU的输出目标扭矩应考虑电机的最高转速，当达到电机最高转速时电机输出扭矩为0 Nm；1.12为了避免VCU输出的扭矩出现较大波动，引发车速不稳，需对输出扭矩进行变化速率控制。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
电动汽车控制系统设计设计摘要在当前全球汽车工业面临金融危机和能源环境问题的巨大挑战的情况下，发展电动汽车，利用无污染的绿色能源，实现汽车能源动力系统的电气化，推动传统汽车产业的战略转型，在国际上已经形成了广泛共识。
本课题以电动汽车他励电机控制器为例，以实现电动汽车的加、减速，起、制动等基本功能以及一些特殊情况下的处理。
以开发出高可靠性、高性能指标、低成本并且具有自主知识产权的电动汽车电机驱动控制系统为目的。
主要包括硬件电路板的设计，以及驱动系统的软件部分的仿真调试。
在驱动系统硬件设计中，这里主控制芯片采用ATMEL公司的ATmega64芯片。
功率模块采用多MOSFET并联的方37式，有效的节约了成本。
电源模块采用基于UC3842的开关电源电路。
选用IR 公司的IR2110作为驱动芯片，高端输出驱动电流可到1．9A，低端输出驱动电流可到2.3A，能够提供7个MOSFET并联时驱动电流。
对于电流检测模块，本文没有采用电流传感器或者是康铜丝,而是采用了一种基于MOSFET管压降的电流检测电路，这种方式即节约了成本也保证了检测精度。
驱动系统的软件设计中，主要实现的功能为：开关量的检测处理，故障检测，串口通讯，励磁、电枢控制，报警功能等。
针对他励电机电动汽车的控制特性，提出了节能控制算法和最大转矩控制算法，用于提高电动汽车的续航里程和加速性能。
他励直流电动机驱动系统能够很37好的运行在电动汽车上，性能可靠、结构简单，并且节约了成本，使电动汽车的性价比大大提高，有利于电动汽车的普及。
关键词：电动汽车，ATmega64，他励直流电机，PID模糊控制37目录摘要 (1)第一章绪论1.1纯电动汽车在国内的发展状况 (3)1.2 国外电动汽车发展现状 (3)1.3 本课题的任务和主要工作 (4)第二章他励电动机的控制理论基础2．1他励直流电动机的调速与制37动 (5)2．1．1直流电动机电枢电动势和电磁转矩 (5)2．1．2 他励直流电动机的机械特性 (6)第三章系统的硬件设计3．1系统硬件的整体设计方案 (10)3．2主控制器MCU的介绍 (10)3．2．1 MCU的选择 (10)3．2．2 ATmega64的特性与内部结构………………………………………37 (11)3．3开关电源模块 (12)3．4电流检测模块 (13)3．5驱动电路的设计 (16)3．6电压检测电路 (17)3．7温度检测电路 (18)3．8加减速踏板信号检测电路………………………………………37 (19)3．9 开关量输入信号 (20)3．10蜂鸣器报警电路 (20)3．11通讯模块电路设计 (21)3．12硬件抗干扰的设计 (22)3．13本章小结 (23)第四章系统的软件设计4.1 电动汽车的控制策略研37究 (24)4．1．1再生制动控制策略 (24)4．1．2驱动控制策略 (24)4．2 主要任务模块的详细设计 (26)4．2．1主程序 (26)4．2.2 励磁、电枢PWM控制模块 (27)4．2．3 电动机速度测37量 (28)4． 3 本章小结 (29)第五章总结 (30)参考文献 (31)第一章绪论1.1 纯电动汽车在国内的发展状况与世界其他国家一样，电动汽车研发工作在我国也正在如火如荼的进行着：“十五”期间，国家从维护我国能源安全、改善大气环境、提高汽车工业竞争力、实现我国汽车工业的跨越式发37展的战略高度考虑，设立“电动汽车重大科技专项’’，通过组织企业、高等院校和科研机构，集中国家、地方、企业、高校、科研院所等方面的力量进行联合攻关。
为此，从2001年10月起，国家共计拨款8．8亿元作为这一重大科技专项的经费【1】。
我国电动汽车重大科技专项实施4年来，经过200多家企业、高校和科研院所的2 000多名技术骨干的努力，目前已取得重要进展：燃料电池汽车已经成功开发出性能样车，燃料电池轿车累计运行4000km，燃料电池客车累计运行8000km：混合动力客车已在武汉等地公交线路上试验运行超过140000km：纯电动轿车和纯电动客车均已通过国家有关认证试验。
国内主要汽车制造商对纯电动汽车的开发和研制也投入了相当的人力和物力，并取得了一定的成果。
北京奥运会期间，奇瑞、长安、东风、一汽、京华及福田等汽车生产企业联合清华大学、北京理工大学等单位，向社会提供了自主研发的55辆纯电动锂电池汽车、25辆混合动力客车、75辆混合动力轿车、20辆燃料电池轿车，以及400辆纯电动场地车等各种新能源汽车为奥运会服务。
奥运会后，科技部还将计划连续3年在国内10个以上有条件的大中城市开展千辆级混合动力汽车、纯电动汽车和燃料电池汽车、以及提供基础设施的大规模示范，到2010年底节能与新能源汽车达到1万辆。
最近，比亚迪公司新推出一款商业化的电动汽车比亚迪e6，为我国电动汽车产业做出了重大贡献。
1.2 国外电动汽车发展现状近二十多年来，西方工业发达国家把电动汽车的研究开发看是作解决环境问题和能源问题的一种有效手段。
美国政府动员全美所有科研机构进行电动汽车(Electric vehicle，简称EV)的研究，在1991年，美国通用汽车公司、福特汽车公司、克莱斯勒汽车公司共同协议，成立了“先进电池联合体”(USABC)，共同研发新一代电动汽车所需要的高性能电池。
为实现新的节能车而能保持现有汽车的价格和性能，美国先后推出了PNGV、Freedom CAR、AVP计划。
法国政府推出“PREDIT m--2002／2006"计划，并给购买EV的用户提供5000法郎的补贴。
德国政府同9个主要公司签订了一份理解备忘录，为创建一个清洁能源城市(柏林)而结成同盟。
英国、意大利等欧洲国家都在开展电动汽车的研发工作。
而日本政府更是特别重视电动汽车的研究和开发。
1998年日本东京电力公司联合日本电池公司，共同开发了“ZA 一牌电动汽车，该电动汽车采用了高新技术，使其具有当时EV的世界最高水平。
而丰田汽车公司在1996年就已成功地研制出燃料电池汽车的生产样车，并先于其他汽车厂家在1997年开始批量生产混合动力电池汽车，成为环保技术领域和世界电动汽车产业化的领头羊。
以上各国政府在大力扶持大型汽车集团的同时，纷纷通过制定环保和节能法规，采取投资、税收优惠、政府补贴促进消费的政策，旨在抢占电动汽车产业制高点。
代表着当代EV先进水平的福特汽车公司的Think、通用汽车公司的Impact、丰田汽车公司的E．corn、Prius 电动汽车、本田公司的Civic电动汽车正是这种竞争的产物。
1.3 本课题的任务和主要工作本文在广泛查阅相关文献的基础上，设计基于ATmega64的他励电机电动汽车控制系统。
本文的主要工作归纳为以下几点：1．介绍了他励电动机的控制理论基础与调速系统的仿真，为后章系统硬件与软件的设计做好了准备。
2. 讨论系统的硬件设计。
详细讨论了开关电源模块电路、电流检测电路、串口通信电路、驱动电路、及抗干扰电路的设计。
3. 讨论系统的软件设计。
设计系统的程序整体框架、各任务模块程序、中断服务程序和抗干扰程序。
4. 进行系统调试与实验。
系统设计完成后进行硬件调试和软件调试，搭建实验平台，记录实验数据及图表，进行实验分析。
第二章他励电动机的控制理论基础2．1他励直流电动机的调速与制动为了满足各种生产机械对负载转矩特性的要求，在实际应用中需通过设法改变电动机的各种控制参数来达到所需的人为机械特性。
由于他励直流电动机的可控参数多，易实现所需要的人为机械特性，所以在直流调速中较多地采用他励直流电动机，电动汽车中一般也是选用他励直流电动机作为直流驱动电动机。
因此，需要给出直流电动机电枢电动势和电磁转矩的两个数学公式，从而导出他励直流电动机的机械特性数学方程式，即电动机的电磁转矩和转速之间的函数关系式n=f(t)，然后才能说明如何改变方程式中的相关参数来获得所需人为机械特性。
2．1．1直流电动机电枢电动势和电磁转矩1)电枢电动势。
电枢电动势是指直流电动机正常工作时，电枢绕组切割气隙磁通所产生的电动势。
无论是发电机还是电动机，只要电枢旋转切割磁通就有电枢电动势。
根据前述直流电动机的结构原理可导出直流电动机电枢电动势Ea为：（2.1）式(2．1)中 P——电动机极对数；N——电枢绕组总的导体数；a——电枢绕组的支路对数；φ——电动机每极磁通(Wb)；n——电动机转速(r ／min)；c（e）——电动势常数。
2)电磁转矩。
电磁转矩是指直流电动机的电枢绕组流过电流时，这些载流导体在磁场中所受力而形成的总转矩。
同样按直流电动机的结构原理可推得直流电动机的电磁转矩T为：（2.2）式(2．2)中 I（a）——电枢电流(A)；C（t）——转矩常数。
电动势常数C(e)和转矩常数C(t)都是决定于电动机结构的数据，对于一台已制的电动机C(e)和C(T)都是恒定不变的常数，并且从式(2．1)和式(2．2)可知两者之间的关系为：2．1．2 他励直流电动机的机械特性得出他励直流电动机的机械特性数学方程式：(2.3)式（2.3）中 R（a）——电枢绕组内电阻；R（c）——电枢外串联电阻；n(0) ——理想空载转速；β——机械特性斜率其中，2．1．3他励直流电动机的调速通过对他励直流电动机的机械特性数学方程式(2．3)的分析，可知改变其中U、φ、R（c）三个参数即可改变其转速n。
因此相应的调速方法也要降压、弱磁、串电阻三种：降压调速是改变电源电压U来获得恒转矩调速；弱磁调速是通过改变励磁电流I(f)，从而改变电动机磁通量Φ来获得恒功率调速；串电阻调速是通过逐级改变电枢回路中所串电阻R(c)来进行调速，它使机械特性变软，并增加了功耗，所以目前很少采用，主要用在大电动机的起动过程，即通过逐级减小电枢回路中所串电阻来减小起动电流。
而前两种调速方法目前用得较多，并也是电动汽车中需配合采用的方法，现分别具体介绍如下：(1)降低电源电压的恒转矩调速保持他励直流电动机的磁通为额定值，电枢回路不串电阻，若将电源电压分别降低为U1、U2、U3等不同数值时，则可获得与固有机械特性平行的人为机械特性，如图2．1所示。
图中所示的负载为恒转矩负载，在电源电压为额定值U(e)时，其工作点为e，电动机为额定转速n(e)；当电压降低到U1时，工作点为A，转速为n(a)；电压为U2时，工作点为B，转速为n(b)等。
即转速随电源电压降低，调速方向是从基数(额定转速N(e))向下调节，并且电源电压为不同值时，其机械特性的斜率都与固有机械特性斜率相等，即特性较硬。
通常电源电压不超过额定值，即采用连续降低电源电压来实现恒转矩无级调速，以获得如图2．3所示的从基速到零速段的调速控制。
(2)减弱磁通的恒功率调速由于通常电动机额定运行时均已在磁通近饱和状态，故一般只能采用减弱磁通量的方法来调速。