基于CAN總線(xiàn)的電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)研究.pdf

1、傳統(tǒng)的液壓或氣壓制動(dòng)形式存在諸多不足，已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足逐漸擴(kuò)展的制動(dòng)功能，由此電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)(EMB)這一新的制動(dòng)形式應(yīng)運(yùn)而生。EMB系統(tǒng)作為線(xiàn)控制動(dòng)技術(shù)中的一種，具有性能先進(jìn)、穩(wěn)定可靠、響應(yīng)速度快、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小巧、傳動(dòng)效率高等優(yōu)點(diǎn)，而且不存在制動(dòng)液泄漏隱患，更加安全環(huán)保，具有較高的開(kāi)發(fā)價(jià)值和市場(chǎng)應(yīng)用前景。國(guó)外的Continental Teves、Bosch、Siemens公司都在這方面取得一定的研究成果，開(kāi)發(fā)出自己的樣機(jī);相比而言，

2、國(guó)內(nèi)的研究起步不久，仍處于實(shí)驗(yàn)室階段，本文的研究有助于推動(dòng)這一技術(shù)的發(fā)展。
　　本文在EMB系統(tǒng)的基礎(chǔ)上加入現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)，系統(tǒng)以CAN總線(xiàn)作為通信載體，采用主從節(jié)點(diǎn)的分布式布置結(jié)構(gòu)。CAN總線(xiàn)作為一種高速率、高可靠性和多主站的通信方式，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于汽車(chē)電子的通信，將其加入汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)的控制中為EMB系統(tǒng)的研究提供一個(gè)新的思路。
　　論文首先介紹了EMB系統(tǒng)的背景和發(fā)展現(xiàn)狀，分析CAN總線(xiàn)的基本概念和工作原理，接著根據(jù)制動(dòng)系

3、統(tǒng)的功能要求提出基于CAN總線(xiàn)主從節(jié)點(diǎn)的總體設(shè)計(jì)方案。本文重點(diǎn)研究三個(gè)方面:機(jī)械結(jié)構(gòu)、硬件電路和軟件編程。機(jī)械結(jié)構(gòu)包括制動(dòng)電子踏板器和制動(dòng)執(zhí)行器。電子踏板器通過(guò)角位移傳感器產(chǎn)生制動(dòng)信號(hào);執(zhí)行機(jī)構(gòu)由驅(qū)動(dòng)電機(jī)、減速增矩裝置和運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置組成，選擇了最佳的傳動(dòng)方案，并進(jìn)行參數(shù)設(shè)計(jì)。
　　硬件電路設(shè)計(jì)時(shí)選擇STM公司的STM32F103芯片作為主從節(jié)點(diǎn)的核心處理器，該處理器內(nèi)置BxCAN模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊、串口通信電路等有助于簡(jiǎn)化電路，高

4、級(jí)定時(shí)器能夠產(chǎn)生控制電機(jī)的PWM信號(hào)。除了單片機(jī)最小系統(tǒng)和外圍電路，功能電路還有角位移信號(hào)采集和處理電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路和CAN總線(xiàn)接口電路。其中電機(jī)設(shè)計(jì)了三相全橋逆變控制電路，CAN通信根據(jù)主從節(jié)點(diǎn)的特點(diǎn)分別設(shè)計(jì)集成和獨(dú)立通信接口電路。
　　軟件設(shè)計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)思想。主節(jié)點(diǎn)包括主程序結(jié)構(gòu)和流程圖、角位移采集算法、ADC轉(zhuǎn)換程序和CAN總線(xiàn)通信程序;從節(jié)點(diǎn)包括主程序結(jié)構(gòu)和流程圖、電機(jī)PWM控制程序和CAN總線(xiàn)通信程序。