面向自动变速器再制造的通用控制器开发

论文摘要

随着我国汽车保有量和报废量的增加以及国家的支持,包括自动变速器在内的汽车再制造业逐渐发展起来,但是国内为自动变速器再制造服务的设备却很少。本通用性控制器就是面向自动变速器再制造而开发的。本文结合现有的技术条件和企业的需求,以开发流程为主线,以软件开发为副线,进行了面对自动变速器再制造的通用型控制器的开发。开发了控制器的硬件和软件,并进行了自动变速器的台架实验。首先根据系统需求,综合比较了多个方案,确定了控制器的系统拓扑结构。在此基础上,确定了控制器的硬件系统结构,开发了控制器的硬件系统,并进行了硬件抗干扰设计。控制器的硬件系统由电源模块、控制器模块和电磁阀驱动模块三部分组成,其中控制模块又由存储电路、键盘/显示电路、电流监测电路和USB接口组成。其次以自动变速器中具有代表性的电磁阀—高速开关阀为例,建立其数学模型和AMESIM仿真模型,并就PWM信号的占空比对高速开关阀输出压力的影响进行仿真与实验对比分析。根据开发的控制器硬件和PWM信号的占空比对高速开关阀输出压力的影响,开发控制器的软件系统,并进行了软件抗干扰设计。控制器的软件系统由底层程序、上位机数据下传界面组成。其中,底层程序又包括主程序、串行通信程序、数据存储程序、键盘/显示程序、电流监测程序和PWM信号产生程序组成。最后对开发的控制器系统进行调试,并进行自动变速器的台架实验,检验系统的功能及可靠性。论文最后进行了总结,并对今后的工作提出了建议。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 自动变速器再制造概述
• 1.2 面向自动变速器再制造的控制器研发现状
• 1.3 自动变速器用电磁阀概述
• 1.3.1 高速开关阀概述
• 1.3.2 比例电磁阀概述
• 1.3.3 开关式电磁阀
• 1.4 研究意义和课题来源
• 1.5 论文的结构及主要研究内容
• 第二章 控制器系统方案设计
• 2.1 控制器系统需求分析
• 2.2 控制器系统结构设计
• 2.3 控制器与PC 端通信设计
• 2.4 键盘/显示方案设计
• 2.5 控制器系统拓扑结构
• 2.6 本章小结
• 第三章 控制器硬件开发
• 3.1 控制器硬件系统结构
• 3.2 电源模块设计
• 3.3 控制模块硬件设计
• 3.3.1 核心控制芯片的选择
• 3.3.2 存储设计
• 3.3.3 键盘及显示电路设计
• 3.3.4 电流监测电路设计
• 3.3.5 USB 接口设计
• 3.4 电磁阀驱动模块设计
• 3.5 硬件抗干扰设计
• 3.6 本章小结
• 第四章 高速开关阀输出压力特性研究
• 4.1 高速开关阀数学建模
• 4.1.1 高速开关阀的工作原理
• 4.1.2 高速开关阀的数学模型
• 4.2 高速开关阀仿真建模
• 4.2.1 AMESIM 简介
• 4.2.2 高速开关阀的AMESIM 模型
• 4.3 PWM 信号占空比对高速开关阀输出压力的仿真与实验对比分析
• 4.3.1 实验仪器简介
• 4.3.2 试验方法
• 4.3.3 仿真与实验结果分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 控制器软件开发
• 5.1 控制器软件总体设计
• 5.1.1 控制器功能需求分析
• 5.1.2 编程语言介绍
• 5.1.3 软件总体结构
• 5.2 控制器底层程序开发
• 5.2.1 主程序模块
• 5.2.2 串行通信程序模块
• 5.2.3 数据存储、键盘/显示程序模块
• 5.2.4 电流监测程序模块
• 5.2.5 PWM 信号产生程序模块
• 5.3 上位机数据下传界面开发
• 5.4 软件抗干扰设计
• 5.5 本章小结
• 第六章 控制器系统调试及实验
• 6.1 控制器系统调试
• 6.1.1 系统调试环境
• 6.1.2 系统调试方法与调试过程
• 6.2 自动变速器台架实验
• 6.2.1 试验台架搭建
• 6.2.2 试验结果分析
• 6.3 本章小结
• 总结与展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果
• 致谢
• 附件