ترابری خودرو کنترل موتور DC فصل ۵

ترابری خودرو کنترل موتور DC فصل ۵ – ایران ترجمه – Irantarjomeh

مقالات ترجمه شده آماده گروه  مکانیک

مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی

مقالات

چگونگی سفارش مقاله

الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.

کنترل یک موتور DC بدون جاروبک در یک سیستم تعویض دنده الکترونیکی

پروژه سیستم‌های ترابری و خودرو

فصل ۵

نرم افزار

این فصل سعی در تشریح این موضوع می نماید که چگونه روال کنترل موتور برنامه ریزی شده و همچنین از کدامیک از برنامه ها و استانداردها در این زمینه استفاده می شود. یک بررسی کلی این سیستم در شکل ۱-۵ نشان داده شده است. این  شکل معرف سیستم کنترل تعویض دنده  (SCU)  می باشد که کار راه اندازی و کنترل موتور و برقراری ارتباطات با کامپیوتر را بر عهده دارد. برنامه ها بر روی کامیپوتری اجرا می شوند و وظایف ذیل را به عهده دارند:

• اجازه به کاربر جهت تغییر وضعیت رانندگی، یعنی تغییر موقعیت به هنگام رانندگی.

• حاصل آوردن نتایج دنده از طریق رابط گرافیکی کاربر برنامه متلب.

• مدیریت ترافیک بر روی سیستم باس کن (CAN bus) و تعدیل و تنظیم پارامترهای کنترلی

• آپدیت یا به روز رسانی برنامه ها در SCU. این برنامه همچنین قابلیت دیباگ نمودن / رفع عیب در زمان واقعی را خواهد داشت.

SCU و ارتباطات با کامپیوتر در صفحات ذیل تشریح می شوند. در نهایت تشریح الگوریتم کنترل که بر روی SCU اجرا می شود نیز مد نظر قرار می گیرد.

ترابری خودرو کنترل موتور DC فصل ۵

۱-۵٫ سیستم کنترل تعویض دنده

سیستم کنترل تعویض دنده  (SCU)  حاوی  کلیه  ادوات  الکترونیکی مورد نیاز برای کنترل  موتور  می باشد. قلب این سیستم یک میکرو پردازنده، HC12 از شرکت موتورولا، می باشد که به طور متعارف در ماشین ها استفاده می شود. علاوه بر این تراشه هایی نیز برای برقراری ارتباطات با موتور BLDC، ارتباطات CAN، ارتباطات سریال و مبدل های A/D مد نظر می

۱-۱-۵ میکروکنترلر HC12

یک میکروکنترلر به عنوان یک سیستم کامل کامپیوتری با پردازنده (CPU)، حافظه، اوسیلاتور ساعت و ورودی/ خروجی بر روی یک مدار مجتمع واحد مد نظر می باشد. در این پروژه، میکروکنترلر HC12 از شرکت موتورولا مورد استفاده قرار گرفت که یک ابزاره ۱۶ بیتی با ۲۵ مگاهرتز سرعت باس به صورت حداکثری می باشد.

ترابری خودرو کنترل موتور DC فصل ۵

۲-۱-۵٫ سیستم عامل

سیستم عامل این مجموعه  بر روی یک کامپیوتر SCU اجرا می شود و بوسیله OSEK، به عنوان یک پروژه مشترک صنعت اتومبیل سازی،  توسعه یافته است. OSEK خود مخفف آلمانی عبارت  ذیل است: « Offene Systeme und deren Schnittstellen f¨ur die Elektronik im Kraftfahrzeug»  که به معنای سیستم های باز و رابط های منطبق الکترونیک اتومبیل است. هدف از این سیستم  استاندارد  سازی رابط های سیستم های کنترلی و مستقل سازی هر چه  بیشتر آنها می باشد. این  امر سبب    می شود تا سیستم های کنترلی تولید کنندگان مختلف با یکدیگر سازگار گردند [۱۲].

سیستم عامل OSEK برای کاربردهای زمان واقعی مد نظر است و از قابلیت مولتی تسکینگ یا انجام توام کارها برخوردار است. این سیستم قابلیت انجام وظایف با اولویت های مختلف را داشته و با توجه بدین موضوع سیستم زمان بندی اقدام به سازماندهی ترتیب اجرای هر وظیفه می نماید. هر وظیفه دارای زمان تکرار خاص خود می باشد که مشخص کننده آن است که چنین وظیفه ای را چگونه و چند مرتبه باید فعال ساخت. این پروژه پس از توجه به اولویت اجرا دو ترتیب را در نظر می گیرد که به صورت وظایف ذیل مد نظر هستند:

• وظیفه ۱: کنترل موتور.

• وظیفه ۲: تمایل راننده

تابع تمایل راننده به سیگنال های دریافتی از راننده گوش فرا می دهد. در صورتی که درخواست تغییر دنده صادر شود، این تابع یک لیست کنترلی را بررسی نموده و مشخص می سازد که آیا قابلیت تعویض دنده وجود دارد یا خیر، در صورتی که نتیجه مثبت باشد تابع کنترل موتور فعال خواهد شد. این تابع به موتور دستور تعویض دنده به موقعیت هدف را صادر می کند. در طی تست این مورد دو وظیفه دیگر نیز اجرا می گردند.

• وظیفه ۳: تغییر پارامتر کنترل از طریق CAN (به بخش ۴-۱-۵ رجوع شود).

• وظیفه ۴: ارتباط با PC (به بخش ۳-۱-۵ رجوع شود).

تعداد دفعاتی که هر وظیفه می بایست اجرا شود مشخص گردیده و بر این مبنا وظیفه شماره ۱ قابلیت ایجاد وقفه یا متوقف سازی هر نوع وظیفه دیگر، به هنگامی که برنامه زمان بندی رویه آغاز کار را اعلام می نماید، را خواهد داشت.

ترابری خودرو کنترل موتور DC فصل ۵

۳-۱-۵٫ ارتباطات سریال

سیستم SCU دارای یک تراشه برای ارتباطات سریال می باشد که متصل به پورت سریال PC / کامپیوتر شخصی است. در تابع کنترل موتور، قابلیت اجرای یک حالت تغییر به صورت نمونه وجود خواهد داشت. به طور مثال این موضوع را می توان مشخص ساخت که آیا موقعیت، سیگنال کنترل و وضعیت هال را می توان را در یک آرایه ذخیره ساخت یا خیر. به هنگامی که الگوریتم کنترل به اتمام رسید و سوپاپ تعویض گیربکس در موقعیت مطلوب خود قرار گرفت، سیگنال های نمونه برداری شده به سمت کابل سریال در امتداد پارامترهای کنترل جریان ارسال می شوند.

۴-۱-۵ شبکه کنترلر اتومبیل / شبکه رابط بین سیستم مرکزی کنترل اتومبیل (CAN)

شبکه کنترلر اتومبیل یا شبکه رابط بین سیستم مرکزی کنترل اتومبیل (CAN) در حقیقت یک باس ارتباطات سریال برای کاربردهای کنترل زمان واقعی می باشد که ابتدا به ساکن به وسیله شرکت بوش توسعه یافت. این سیستم برای بسیاری از برنامه های کاربردی حساس زمانی همانند سیستم های ترمز ضد قفل، مدیریت ماشین و کنترل کشش به کار گرفته می شود. سرعت این سیستم بیش از ۱ مگا بیت در ثانیه است و قابلیت تشخیص مناسب خطا را خواهد داشت. CAN بر مبنای مکانیزم ارتباطات انتشار می باشد، که به معنای آن است که هیچ گونه آدرس دریافتی، به جز پیام ها، وجود ندارد. پیام ها با استفاده از یک تشخیص گر پیام مشخص می شوند.

۵-۱-۵٫ مود دیباگ پس زمینه

مود دیباگ پس زمینه (BDM) به عنوان یک استاندارد برای کد دیباگینگ به شمار می آید که بر روی سیستم های محاط شده اجرا می شود. یک برنامه، دیباگر Zap از شرکت نرم افزاری Cosmic Software، بر روی کامپیوتر اجرا شده و نسبت به دیباگینگ یا رفع عیب کدهای برنامه بر روی SCU در زمان واقعی اقدام می نماید. ارتباطات از طریق یک پورت موازی بر روی کامپیوتر به یک رابط BDM انجام می شود که خود متصل به SCU است. دلیل اصلی استفاده از این سیستم قابلیت ذخیره سازی سریع آن می باشد. به هنگامی که آپدیت ها / به روز رسانی های مربوطه انجام شدند آنها بر روی ماژول فلش میکروکنترلر ذخیره می شوند. از طریق دیباگر Zap قابلیت متوقف سازی یا شروع اجرای برنامه و کنترل مراحل آن وجود دارد.

ترابری خودرو کنترل موتور DC فصل ۵

۲-۵٫ الگوریتم کنترل

هدف از این کنترل سوییچ نمودن یا جابجایی تا حد ممکن سریع بین موقعیت های P, R, N  و D بدون خطا می باشد. از آنجایی که موتور BLDC بدون اتصال به این دنده ها کار می کند و از این رو دارای هیچ گونه بار اضافه ای نمی باشد به زمان زیادی جهت بهینه سازی عملکرد و یافتن پارامترهای بهینه نیاز نخواهد بود. اصول دینامیکی احتمالا به سرعت در حال تغییر می باشند. به طور مثال، مجموع اینرسی سیستم در حال افزایش است. الگوریتم کنترلی استفاده شده در اینجا خود نتیجه توسعه تز قبلی (۷) می باشد و تنها اصلاح های کوچکی بر روی آن انجام شده است. این سیستم یک کنترلر PD با انجام برخی از اصلاحات برای بخش – D می باشد. در ابتدا نگارش پیوسته آن مد نظر خواهد بود.

۱-۲-۵ نیازهای مرتبط با دقت

یک نوع انعطاف پذیری در سیستم مکانیکی با توجه به جابجا شدگی در یک محدوده کوچک در خصوص موقعیت سوپاپ تعویض گیربکس وجود دارد. این بدان معناست که چنین سوپاپی الزامی برای جا افتادن در محل کاملا دقیق خود را نخواهد داشت و بر این مبنا تقریبا در حدود ۵/۰ میلیمتر در هر مسیر جای مانور وجود دارد. بدون وجود این ناحیه مانور، مشکلاتی در خصوص نویز بوجود می آمد. در کلیه سیستم ها انواع نویزها وجود دارند که ممکن است بر روی عملیات سنجشی حسگر موقعیت تاثیر گذار باشند.

ترابری خودرو کنترل موتور DC فصل ۵

۲-۲-۵٫ ارزیابی موقعیت

از آنجایی که موتور BLDC هنوز متصل به چرخ دنده ها و سوپاپ تعویض گیربکس نمی باشد، هیچ گونه سیگنال حسگر موقعیت جهت بستن لوپ / حلقه کنترلی نیز وجود نخواهد داشت. در عوض تابعی ایجاد شده است که این موضوع را کنترل می نماید که موتور در حال حاضر در کدامیک از وضعیت های هال می باشد. این تابع قابلیت کار با سیستم کموتاسیون حقیقی را نخواهد داشت. چنین موردی به وسیله سخت افزار در تراشه کموتاسیون اعمال خواهد شد. این تابع نرم افزاری تنها به حساب آورنده تعداد تغییرات وضعیت هال می باشد و از این طریق قابلیت محاسبه فاصله ای را خواهد داشت که برابر با سوپاپ تعویض گیربکس است. این فاصله ۶/۱۴ میلی متری بین دنده های P وR مساوی یک تغییر زاویه ای ۸/۲۶ درجه برای چرخ محرک بزرگ می باشد. این مورد مساوی  درجه برای موتور، یعنی ۸۷/۱۴ چرخش می باشد. در طی یک چرخش موتور وضعیت هال برای سی بار تغییر می کند، به بخش ۳-۳ رجوع شود.