【现货速发】车辆电子控制技术
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天津津南
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作者冯国胜,
出版社科学出版社
ISBN9787030655783
出版时间2020-07
装帧平装
开本16开
定价175元
货号28988997
上书时间2024-12-20
商品详情
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前言
汽车是一种方便快捷的交通工具，当今我国汽车产销量稳居全球位。汽车在消耗大量能源的同时也带来了严重的环境污染问题，实现汽车的节能环保既是世界汽车发展的永恒主题，也是我国汽车工业实现与社会协调发展面临的现实问题。近年来，电子控制技术在解决汽车油耗、排放、安全等问题方面起着越来越重要的作用，大大推动了汽车工业的发展。汽车电子控制技术的研究成果在节能环保、高端装备制造和新能源汽车等战略性新兴产业中具有广阔的应用前景。 本书是作者十多年来从事汽车电子控制技术研究的成果，其中大部分实例经过了验证，成功地解决了多家企业的技术问题。本书重点介绍飞思卡尔（Freescale）公司的DSP56F807、MPC555和德州仪器（TI）公司的TMS320F2812在汽车电子控制技术方面的开发及应用实例。 感谢国家自然科学基金项目（项目编号：11272220）、国家科学技术学术著作出版基金资助项目（项目编号：2018-E-085）、河北省自然科学基金项目（项目编号：F2004000428、E2009000925、E2014210050）、河北省科技支撑计划项目（项目编号：10212118D、17392202D、18212201D、18042211Z）、河北省引进留学人员项目（项目编号：C2015005019）和河北省研究生课程建设项目（项目编号：KCJSX2017064）的资助。期望拙著能够给机械、车辆和电气界各位同人在车辆电子控制技术方面提供点滴的启发和帮助。感谢在天津大学和中国汽车技术研究中心博士后期间的合作导师姚春德教授和李孟亮研究员在柴油机排放监测方面的指导，感谢在美国北卡罗来纳大学访问学者期间的合作导师艾哈迈德·苏莱曼（Ahmed Soliman）教授在混合动力汽车参数匹配方面的指导。 感谢北京理工大学张幽彤教授、山东大学程勇教授、河北工业大学关玉明教授在百忙之中为本书审稿并提出了许多宝贵意见。 在本书的写作过程中，作者查阅和参考了一些国内外文献，在此谨向这些文献的作者、编者表示衷心的感谢。 作者课题组成员及吴汗生、周玮、冯丽沙、牛晓燕、邓伟、杜飞、甄苗苗、马良、孙先赏、袁新华、于海征、彭超亮、钱超等研究生也承担了本书的部分编写工作，贾素梅研究员对书稿进行了校订，在此一并表示感谢。 由于作者水平有限，本书不足之处敬请读者批评指正。作者的邮箱地址：fguosheng@stdu.edu.cn。 作 者
导语摘要
本书系统地介绍美国飞思卡尔（Freescale）公司的DSP56F807、MPC555和美国德州仪器（TI）公司的TMS320F2812在柴油机电子控制系统开发、柴油机电子控制系统控制策略、电控单体泵柴油机优化标定、高压共轨柴油机燃油喷射系统模糊控制、汽车CAN总线控制系统、车载故障诊断检测系统、动力电源管理系统、混合动力汽车能量管理系统和混合动力汽车电动机控制系统方面的开发及应用实例。本书根据作者多年的工程实践、教学和科研成果撰写，将理论和实际相结合，使读者对车辆电子控制系统研发有一个较为全面的了解，具有很强的实用性。 本书适合高等学校机械工程、电气工程、车辆工程专业的教师、研究生、高年级本科生和相关专业的工程技术人员阅读及参考。
目录
第1章 绪论11.1 汽车电子技术概述11.1.1 汽车电子技术发展的原因11.1.2 汽车电子技术的发展趋势11.1.3 汽车电子技术对汽车工业的影响21.2 汽车电子控制系统31.2.1 汽车电子控制系统组成31.2.2 汽车电子控制系统工作原理41.2.3 汽车电子控制单元（ECU）41.3 电子控制系统的共性问题61.3.1 传感器71.3.2 执行机构81.3.3 系统模型81.3.4 主要控制技术9参考文献11第2章 基于DSP的柴油机电子控制系统开发132.1 DSP56F807数字信号处理器概述132.1.1 微处理器的选型132.1.2 DSP56F807的内核特点132.1.3 DSP56F807的存储器特性152.1.4 DSP56F807的外部设备模块152.2 电子控制系统总体设计162.3 信号采集模块172.3.1 曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器172.3.2 齿杆位移传感器及信号处理电路182.3.3 温度传感器及信号处理电路182.3.4 压力传感器及信号处理电路192.4 外围电路192.5 电源模块212.6 输出驱动模块212.7 用C语言开发DSP232.7.1 DSP56F807的开发工具232.7.2 ADC242.7.3 定时器和中断控制252.7.4 PWM272.7.5 SCI串口发送模块282.7.6 监控程序292.8 抗干扰设计30参考文献30第3章 柴油机电子控制系统控制策略313.1 执行器控制在柴油机电子控制系统中的作用313.2 基于DSP的电液式执行器控制323.2.1 电液式执行器的工作原理与结构323.2.2 电液式执行器数学模型323.2.3 基于DSP控制的电液式执行器实验343.3 基于DSP的电磁式执行器控制353.3.1 电磁式执行器的结构和性能363.3.2 电磁式执行器数学模型383.4 电磁式执行器的传统PID控制393.5 基于遗传算法的PID整定423.5.1 基于遗传算法的PID整定原理433.5.2 基于实数编码遗传算法的PID整定443.6 模糊自适应整定PID控制463.6.1 模糊自适应整定PID控制原理463.6.2 电磁式执行器模糊自适应整定PID控制仿真493.6.3 电磁式执行器模糊自适应整定PID控制实验523.7 基于CMAC与PID的并行控制543.7.1 CMAC的设计方法553.7.2 CMAC与PID复合控制算法563.7.3 CMAC与PID复合控制仿真57参考文献59第4章 电控单体泵柴油机优化标定604.1 人工神经网络理论604.1.1 神经网络的基本概念604.1.2 BP神经网络614.2 神经网络建模644.2.1 柴油机性能模型644.2.2 训练样本的处理664.2.3 神经网络设计674.3 遗传算法简介724.3.1 遗传算法的数学表达734.3.2 遗传算法的运算过程734.3.3 遗传算法的特点744.4 柴油机性能模型的建立754.4.1 多目标优化概述754.4.2 遗传算法数学优化模型的建立764.5 遗传算法优化的MATLAB实现774.5.1 使用Direct Search Toolbox实现遗传算法优化774.5.2 使用M语言实现遗传算法优化794.6 遗传算法优化的C语言实现824.7 发动机性能实验844.7.1 HC4132UPS单体泵柴油机854.7.2 发动机排放测试仪86参考文献87第5章 高压共轨柴油机燃油喷射系统模糊控制885.1 高压共轨系统的组成和工作原理885.2 高压共轨燃油喷射系统的组成895.2.1 进油计量比例阀895.2.2 高压油泵895.2.3 共轨管895.2.4 喷油器905.3 电控单元（ECU）915.4 建立模型方法925.5 燃油控制方程的推导925.6 共轨系统的数学模型945.6.1 比例节流阀的数学模型945.6.2 高压油泵的数学模型975.6.3 共轨管的数学模型995.6.4 喷油器液压系统模型1015.7 建立高压共轨系统的传递函数1095.8 系统的可控可观性分析1115.9 模糊自适应整定PID控制器设计1135.9.1 输入、输出量的变化范围及其论域1145.9.2 知识库1145.9.3 模糊推理1165.9.4 去模糊化1175.9.5 输出量的变换1185.10 模糊自适应整定PID仿真1195.11 仿真结果分析1215.11.1 阶跃响应特性1215.11.2 抗扰动抑制性121参考文献122第6章 汽车CAN总线控制系统1246.1 CAN总线技术的特点1246.2 整车CAN总线网络系统设计1256.2.1 汽车CAN总线内部局域网络1256.2.2 汽车CAN总线控制系统总体结构1266.3 动力传动系统总线网络设计1276.4 车身控制系统总线网络设计1276.5 CAN总线硬件总体设计1286.5.1 CAN总线网络结构1286.5.2 CAN总线智能节点总体设计1296.6 CAN 总线接口设计1306.6.1 MSCAN模块1306.6.2 CAN总线驱动器PCA82C2501306.6.3 CAN总线接口电路1316.6.4 开关量检测电路1326.6.5 车灯功率驱动电路1326.6.6 直流电动机驱动电路1336.7 CAN通信模块程序设计1346.7.1 初始化MSCAN模块1346.7.2 CAN发送程序设计1356.7.3 CAN接收程序设计1366.8 CAN总线网络协议1366.8.1 CAN总线报文结构1366.8.2 CAN总线传输特点1376.8.3 CAN总线应用层协议制定1386.9 控制节点软件设计1416.9.1 主控节点的软件设计1416.9.2 车灯节点的软件设计1426.9.3 车门节点的软件设计1426.9.4 电磁式执行器控制节点的软件设计1426.9.5 直流电动机节点的软件设计1436.10 CAN总线控制实验1436.10.1 基于CAN总线的车灯控制实验1446.10.2 基于CAN总线的电动机控制实验1446.10.3 电磁执行器控制试验1456.10.4 CAN总线协议优先级验证实验146参考文献146第7章 车载故障诊断检测系统1487.1 车载故障诊断系统1487.1.1 催化器性能检测系统1497.1.2 热电偶检测放大电路1507.1.3 氧传感器检测电路1517.2 数据采集系统软件设计1527.2.1 实时复合滤波1537.2.2 多通道配置1547.2.3 LabVIEW与DSP接口程序1547.2.4 USGR的温度标定1567.3 使用TCP/IP协议实现HORIBA浓度数据的采集1587.3.1 HORIBA指令系统及频率设定1587.3.2 TCP/IP通信1607.3.3 HORIBA反馈数据处理1617.3.4 数据融合、实时显示及同步保存1617.4 氧传感器性能检测系统软件开发1637.4.1 氧传感器及其应用1637.4.2 氧传感器输出电压信号检测1657.4.3 内阻及过渡时间检测程序1677.4.4 催化器老化指数1697.4.5 小波变换的基本原理 1697.4.6 信号特征向量和相关系数1717.4.7 催化器相关性分析1717.5 检测系统实验1747.5.1 USGR与HORIBA联合数据采集系统实验1747.5.2 氧传感器输出信号电压值检测1767.6 发动机失火监测1777.6.1 发动机失火产生原因及危害1777.6.2 发动机失火诊断方法1777.6.3 发动机失火诊断使能条件1787.6.4 利用做功时间差诊断发动机失火1787.6.5 发动机失火诊断程序1797.7 基于无线网络的OBD系统1817.7.1 系统方案设计1817.7.2 监测站数据库1817.7.3 系统硬件设计1837.7.4 系统软件设计1857.7.5 协调器和车载终端组网实验187参考文献189第8章 动力电源管理系统1918.1 电池均衡管理系统硬件设计1918.1.1 电压采集电路设计1918.1.2 电流采集电路设计1928.1.3 温度采集电路设计1938.1.4 A/D输入保护电路1958.1.5 CAN接口电路设计1958.1.6 电感式双向均衡电路1968.1.7 变压器均衡电路1988.1.8 通信接口电路1988.2 电池均衡管理系统软件设计2008.2.1 软件系统总体设计2008.2.2 电池组电压、电流采集程序2018.2.3 电池组温度信号采集程序2038.2.4 均衡控制程序设计2038.2.5 基于LabVIEW的通信模块2048.2.6 以太网通信2068.2.7 IP模块2068.2.8 TCP模块2078.3 均衡系统模型建立及系统仿真2098.3.1 电池模型的选用2098.3.2 均衡系统的控制策略2108.3.3 建立均衡电路的Simulink模型2118.3.4 充电状态均衡仿真2128.3.5 放电状态均衡仿真2148.3.6 电阻均衡方案对比仿真2168.3.7 仿真结果分析2198.4 动力电池均衡管理系统实验2198.4.1 单体电池电压测量实验2198.4.2 电池组电流测量实验2208.4.3 电池均衡实验2208.4.4 网络通信实验2218.5 车辆复合电源系统设计2238.5.1 车辆辅助供电系统硬件电路设计2248.5.2 节气门开度信号调理电路设计2258.5.3 驱动电路设计2268.5.4 超级电容电流检测电路设计2298.5.5 车辆复合电源系统软件设计2318.5.6 控制方法及充放电控制设计2328.5.7 超级电容电流检测软件设计2348.6 车辆复合电源系统仿真2348.6.1 超级电容充电性能仿真2358.6.2 复合电源性能仿真2368.6.3 驱动电路模块Simulink建模与仿真2388.7 车辆复合电源系统测试2428.7.1 超级电容放电电流测试2428.7.2 超级电容充电时间检测2438.7.3 系统充放电测试244参考文献247第9章 混合动力汽车能量管理系统2489.1 混合动力汽车建模2489.1.1 发动机模块2489.1.2 驱动电动机模块2509.1.3 蓄电池模块2529.1.4 变速器模块2539.1.5 主减速器模块2559.1.6 车轮模块2569.1.7 整车行驶模块2589.1.8 燃油经济性计算2609.2 控制策略的设计2629.2.1 电动机辅助控制策略2629.2.2 动态转矩协调控制策略2649.2.3 基于发动机效率的模糊控制设计2669.3 控制策略的仿真结果与分析2709.3.1 ADVISOR软件应用界面2709.3.2 控制策略的嵌入2729.3.3 CYC_UDDS工况下的仿真2749.4 混合动力客车动力参数匹配及建模2809.4.1 混合动力客车结构形式选择2809.4.2 发动机模型建模2819.4.3 驱动电动机匹配与建模2829.4.4 客车变速器模型2849.4.5 客车主减速器模型2849.4.6 客车车轮模型2849.4.7 客车整车行驶模型2849.5 复合电源匹配及建模2899.5.1 复合电源结构分析2899.5.2 复合电源需求功率分析2909.5.3 铅酸蓄电池参数匹配2929.5.4 铅酸蓄电池建模2949.5.5 超级电容参数匹配2979.5.6 超级电容建模2989.5.7 DC-DC转换器建模3009.5.8 功率总线模型3029.5.9 复合电源工作模式分析3029.5.10 逻辑门限控制策略3039.5.11 模糊控制策略3049.6 复合电源仿真分析3119.6.1 建立并联混合动力汽车顶层模块3119.6.2 m文件和mdl文件修改及调用3129.6.3 复合电源整车仿真3139.6.4 复合电源和单一电源结果比较分析315参考文献319第10章 混合动力汽车电动机控制系统32110.1 永磁无刷直流电动机数学模型32110.1.1 电压方程32110.1.2 转矩方程32210.1.3 传递函数模型32310.2 永磁无刷直流电动机控制策略32410.2.1 模糊控制策略32410.2.2 模糊控制器的MATLAB仿真32510.2.3 仿真结果32710.3 永磁无刷直流电动机控制系统硬件设计32810.3.1 主控芯片MPC555简介33110.3.2 MPC555外部电路33110.3.3 供电电源电路33210.3.4 功率驱动电路33310.3.5 霍尔信号检测电路33410.3.6 PWM信号处理电路33710.3.7 控制信号输入电路33710.3.8 保护电路33910.3.9 端口名称及定义34010.3.10 PCB设计的一般流程34110.3.11 永磁无刷直流电动机控制系统PCB设计34110.4 永磁无刷直流电动机控制系统软件设计34210.4.1 主程序和初始化程序34210.4.2 位置检测子程序34310.4.3 定时测速子程序34310.4.4 斜坡控制器程序34510.4.5 PID调速程序34510.4.6 中断程序设计34710.4.7 故障诊断程序34810.4.8 基于LabVIEW的图形界面设计34910.5 永磁同步电动机数学模型35110.5.1 定义坐标系35110.5.2 坐标变换35110.5.3 电动机数学模型35210.6 永磁同步电动机矢量控制原理35310.6.1 SVPWM控制技术35510.6.2 空间矢量定义35510.6.3 电压矢量的作用时间35610.6.4 相邻电压矢量的作用顺序35810.7 DSP2812的小系统硬件设计35910.7.1 电源电路设计36010.7.2 时钟电路设计36210.7.3 复位电路设计36210.7.4 JATG接口电路设计36210.8 永磁同步电动机控制系统硬件设计36310.8.1 ADC信号调理电路设计36510.8.2 正交脉冲信号调理电路36510.8.3 霍尔信号调理电路36710.8.4 SVPWM驱动调理电路36710.8.5 电流采集电路36710.9 永磁同步电动机矢量控制软件设计36910.9.1 初始化程序和主程序37010.9.2 系统中断程序37110.9.3 电动机起动与扇面判断程序37210.9.4 角度和转速采集程序37310.9.5 电流环和速度环PI程序37410.9.6 SVPWM实现程序37610.10 电动机控制系统实验与分析37810.10.1 永磁无刷直流电动机控制系统实验37810.10.2 永磁同步电动机控制系统实验381参考文献383
内容摘要
本书系统地介绍美国飞思卡尔（Freescale）公司的DSP56F807、MPC555和美国德州仪器（TI）公司的TMS320F2812在柴油机电子控制系统开发、柴油机电子控制系统控制策略、电控单体泵柴油机优化标定、高压共轨柴油机燃油喷射系统模糊控制、汽车CAN总线控制系统、车载故障诊断检测系统、动力电源管理系统、混合动力汽车能量管理系统和混合动力汽车电动机控制系统方面的开发及应用实例。本书根据作者多年的工程实践、教学和科研成果撰写，将理论和实际相结合，使读者对车辆电子控制系统研发有一个较为全面的了解，具有很强的实用性。 本书适合高等学校机械工程、电气工程、车辆工程专业的教师、研究生、高年级本科生和相关专业的工程技术人员阅读及参考。
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