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基于CAN总线的电子机械制动系统研究
| 论文题名： | 基于CAN总线的电子机械制动系统研究 |
| 关键词： | 汽车制动系统;CAN总线;电子机械制动系统 |
| 摘要： | 传统的液压或气压制动形式存在诸多不足，已经无法满足逐渐扩展的制动功能，由此电子机械制动系统(EMB)这一新的制动形式应运而生。EMB系统作为线控制动技术中的一种，具有性能先进、稳定可靠、响应速度快、结构简单、体积小巧、传动效率高等优点，而且不存在制动液泄漏隐患，更加安全环保，具有较高的开发价值和市场应用前景。国外的Continental Teves、Bosch、Siemens公司都在这方面取得一定的研究成果，开发出自己的样机;相比而言，国内的研究起步不久，仍处于实验室阶段，本文的研究有助于推动这一技术的发展。 本文在EMB系统的基础上加入现场总线技术，系统以CAN总线作为通信载体，采用主从节点的分布式布置结构。CAN总线作为一种高速率、高可靠性和多主站的通信方式，已经广泛应用于汽车电子的通信，将其加入汽车制动系统的控制中为EMB系统的研究提供一个新的思路。 论文首先介绍了EMB系统的背景和发展现状，分析CAN总线的基本概念和工作原理，接着根据制动系统的功能要求提出基于CAN总线主从节点的总体设计方案。本文重点研究三个方面:机械结构、硬件电路和软件编程。机械结构包括制动电子踏板器和制动执行器。电子踏板器通过角位移传感器产生制动信号;执行机构由驱动电机、减速增矩装置和运动转换装置组成，选择了最佳的传动方案，并进行参数设计。 硬件电路设计时选择STM公司的STM32F103芯片作为主从节点的核心处理器，该处理器内置BxCAN模块、AD转换模块、串口通信电路等有助于简化电路，高级定时器能够产生控制电机的PWM信号。除了单片机最小系统和外围电路，功能电路还有角位移信号采集和处理电路、电机驱动电路和CAN总线接口电路。其中电机设计了三相全桥逆变控制电路，CAN通信根据主从节点的特点分别设计集成和独立通信接口电路。 软件设计采用模块化设计思想。主节点包括主程序结构和流程图、角位移采集算法、ADC转换程序和CAN总线通信程序;从节点包括主程序结构和流程图、电机PWM控制程序和CAN总线通信程序。 本文设计的EMB系统利用主节点采集踏板角位移信号，经过STM32F103芯片处理后产生控制信号控制四个从节点输出PWM脉宽信号，PWM脉宽信号通过电机驱动电路驱动电机产生力矩，经过减速增矩和运动转换最终将制动力施加到制动钳上，实现线控制动的效果。 |
| 作者： | 汤锴杰 |
| 专业： | 机械工程;车辆工程 |
| 导师： | 李伟 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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