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增程式电动摩托车电子节气门控制系统的设计与研究
| 论文题名： | 增程式电动摩托车电子节气门控制系统的设计与研究 |
| 关键词： | 电动摩托车;电子节气门;控制系统;PIC微控制器;PID控制算法 |
| 摘要： | 我国是全球第一的摩托车生产国和消费国，摩托车在我国交通工具中占据着重要的地位。近年来，受国家政策鼓励和节能减排观念影响，电动摩托车行业迅速发展，但目前电动摩托车续驶里程短、电池寿命短等问题严重影响了人们的使用。而增程式电动摩托车是在纯电动摩托车基础上增加了一套辅助发电单元，降低了对电池容量的要求，消除了人们对纯电动摩托车的“里程焦虑”，同时具备纯电动摩托车和传统摩托车的优点，是目前增加纯电动摩托车续驶里程的最佳方案之一。 目前，现有增程式电动摩托车的辅助动力单元大多采用机械式调速系统，控制发电机组始终在一个固定的转速工作，造成了小负荷时发动机输出损耗大，油耗高，电池使用寿命降低，大负荷时无法充分满足动力性需求等问题。因此，本文对现有増程器进行了改造设计，设计了一种增程式电动摩托车电子节气门控制系统替代原有机械式调速系统，使増程器能根据车辆负载自动控制发电机输出电压，以满足车辆功率需求，同时保证动力电池安全充电，延长其使用寿命。 本文建立了包含发动机和永磁同步电机的辅助发电单元数学模型，并在MATLAB/Simulink工具中通过PID控制算法对整个模型进行了建模仿真，仿真结果表明实际输出电压能够快速跟随目标电压，并且稳态误差较小，通过仿真验证了模型的正确性和控制策略的可行性。在理论分析的基础上，本文完成了基于各功能要求的软硬件设计。在硬件设计方面，采用16位PIC微控制器作为主控芯片，选用步进电机作为执行机构调节节气门开度；在软件设计方面，完成了基于C语言的系统主程序和中断、故障等程序设计。 试验结果表明，本电子节气门控制系统能根据摩托车负载控制节气门开度，调节发动机转速，控制发电机组输出电压的功能。该控制系统能根据摩托车负载控制发动机转速在2400r/min～3582/min之间随负载的增大而增大，控制发电机输出电压在60V～70V之间随负载的增大而升高。能有效地改善増程器的经济性、动力性，降低小负荷时的噪声和燃油消耗，提高大负荷时的动力性，同时使动力电池组的充电电压维持在合理的范围内，达到了节能减噪、保护蓄电池组的目的。 |
| 作者： | 何家慧 |
| 专业： | 机电系统工程 |
| 导师： | 何培祥 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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