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基于嵌入式系统的MT换挡试验台换挡控制系统的开发
| 论文题名： | 基于嵌入式系统的MT换挡试验台换挡控制系统的开发 |
| 关键词： | 换挡机械手;嵌入式系统;控制系统;手动变速器 |
| 摘要： | 手动变速器换挡机械手，解决了依靠人工换挡时，费时费力，且换挡所施加给挡杆的力和速度难以达到一致或规定的值的弊端，广泛运用于手动变速器试验台中的换挡操作。嵌入式系统具有功能订制灵活的特性，用于试验台的嵌入式换挡机械手控制系统，可以灵活方便地对控制系统进行配置，并且通过重新配置硬件和软件后，可以方便的用到其他需要自动换挡的领域。所以基于嵌入式的换挡机械手的研制，具有重要意义。 本文首先对当前常用机械手控制系统进行了简介，在研究了国内外现有机械手采用的控制系统后，根据手动变速器换挡实验台要求，提出了一种基于嵌入式系统的手动变速器换挡机械手控制系统方案。该方案采用上位机作为主控制器，嵌入式系统作为从控制器控制伺服驱动器驱动电动缸，通过接收光栅和力传感器反馈位置和力信号实现闭环控制。上位机与嵌入式系统通过以太网连接，嵌入式系统作为服务端，接收上位机信息并反馈。 根据控制器功能要求和嵌入式系统特点，本文完成了控制器芯片的选型，电路原理图和 PCB的设计。原理图设计完成了晶振电路、外扩存储器电路、网络 PHY电路、功能选择开关、JTAG和USB接口、TF卡、CAN和SPI扩展接口、网口和串口接口、I/O扩展、光栅编码器接口、按钮和LED灯、力传感器接口、速度控制输出和电源电路的设计。PCB设计将控制器硬件分成了核心板和扩展板两部分，通过插座相连。核心板采用了4层PCB板设计，扩展板采用2层PCB板设计，所有PCB板都进行了双面铺铜，具有较好的电气性能。 使用JSON语法定义了包括日期时间设置数据、挡位信息数据、换挡控制信息数据、循环换挡控制信息数据、控制指令数据和控制器信息数据等网络通信的数据的格式。 对系统功能外设包进行了配置，给出了详细的配置参数，同时也给出了他们的使用方法。给出了功能性中间件软件，包括FATS、LwIP、FreeRTOS、USB_Device和Jansson的配置参数和使用方法。 定义了用户中断程序，明确中断应用程序的功能。编写了控制系统功能进程，包括ethernetif_set_link进程、SD卡数据读写进程、信息接收和处理进程、自动换挡系统控制进程、自动换挡控制进程、手动换挡控制进程和X,Y轴机械手控制进程，并对控制器功能进行了验证。 |
| 作者： | 张胜强 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 米林 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆理工大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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