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基于FPGA的汽車發動機控制器研究

  • 資源大小:2315 K
  • 上傳時間: 2013-07-11
  • 上傳用戶:zwaheron
  • 資源積分:2 下載積分
  • 標      簽: FPGA 汽車發動機 控制器

資 源 簡 介

汽車工業在國民經濟增長中發揮著越來越重要的作用。近幾年,雖然我國的汽車工業已經得到了飛速的發展,但汽車ECU(Electronic Control Unit)的設計制造一直無法實現國產化,嚴重制約了汽車工業的發展。針對這個現狀,本課題對于ECU的設計進行了初步研究。首次嘗試了基于SOPC技術的ECU系統設計,并利用dSPACE實時仿真發動機,完成了ECU的硬件在回路仿真,對控制效果進行了測試和分析。 目前,市場上的ECU系統都是基于專用單片機的。本文首先對現有的汽車發動機控制器結構進行了分析比較,總結出ECU的主要組成部件;而后通過各類方案的對比,確定了本課題采用基于FPGA的嵌入NIOS Ⅱ軟核的SOPC技術方案。 之后,進行了汽車發動機模型搭建和控制算法的設計。發動機模型以Hendricks提出的均值模型為基礎,參考mathworks公司的發動機建模方案進行設計。并在該模型基礎上,參考Fekete提出的針對多缸發動機的基于模型的空燃比控制策略和mathworks發動機控制方案,建立了以控制空燃比為核心的發動機噴油控制算法。并通過simulink的仿真,驗證了模型和算法的合理有效性。 基于系統設計總體方案,完成了ECU硬件電路設計,并在該系統中完成了上述算法的移植和優化。最后,利用dSPACE實時仿真發動機,進行ECU的硬件在回路仿真,對本文設計的ECU系統進行了測試。證實了該ECU方案在空燃比控制方面取得了較好的效果。 本論文以大量的圖示形式介紹了發動機模型和系統軟硬件設計,使得系統結構和軟件流程等一目了然,淺顯易懂。同時論文中采用的基于SOPC技術的ECU設計具有一定創新性,對于其他ECU系統的開發和設計具有一定指導意義。

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