基于ARM9和MPC56x的燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)主控制器
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(3)外設(shè)接口豐富，USB2.0全速主機(jī)雙端口及設(shè)備端口，可以實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的高速數(shù)據(jù)傳輸，保證上傳和下載數(shù)據(jù)的高效和可靠；
(4)價(jià)格低廉，AT91SAM9261S零售價(jià)只需63元，小批量?jī)r(jià)格僅為6美元，而MPC561零售價(jià)格高達(dá)40美元，在價(jià)格上具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。
MPC56x的優(yōu)點(diǎn)是：帶有豐富的外圍周邊模塊，例如TPU3、QADC、QSM、CAN、MIOS和SPI接口等，能夠直接接口底層的各種信號(hào)。因此將MPC56x和ARM結(jié)合起來，可以保證控制器既具有強(qiáng)大的控制算法（浮點(diǎn)運(yùn)算能力），又有強(qiáng)大的底層實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)能力。
2.2 基于ARM的控制算法開發(fā)方法
燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的控制算法框架如圖3所示。整個(gè)上層控制算法可以分解為2層：輸入輸出信號(hào)接口和控制算法邏輯本身。其中輸入輸出信號(hào)接口（底層驅(qū)動(dòng)信號(hào)）在MPC56x中運(yùn)行，而控制算法邏輯直接在ARM中運(yùn)行，兩者通過CAN總線實(shí)現(xiàn)信息交互。
本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/162700.htm
上層控制算法可直接利用MATLAB/SIMULINK中的Real Time Workshop工具箱進(jìn)行開發(fā)。MATLAB是Mathwork公司開發(fā)、支持ARM9算法仿真調(diào)試及自動(dòng)代碼生成的算法開發(fā)工具，是學(xué)術(shù)界/工業(yè)界廣泛認(rèn)可使用的工程算法開發(fā)平臺(tái)。其下的Simulink組件具有強(qiáng)大的算法仿真調(diào)試功能；Stateflow模塊提供直觀可靠的邏輯分析/狀態(tài)機(jī)；Real-time Workshop模塊支持自動(dòng)代碼生成，能將仿真測(cè)試后的框圖模型自動(dòng)生成支持ARM9數(shù)字核心的C代碼。
2.3 控制器測(cè)試
對(duì)于AT91SAM9261S+MPC561的雙數(shù)字核心燃料電池主控制器，現(xiàn)階段在實(shí)驗(yàn)室中利用Vector公司的CAN Case網(wǎng)絡(luò)通信硬件工具以及CANalyzer軟件模擬整車TTCAN網(wǎng)絡(luò)和燃料電池控制系統(tǒng)的底層控制器，并采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)雙數(shù)字核心燃料電池主控制器進(jìn)行仿真測(cè)試，控制器測(cè)試照片如圖4所示。
通過實(shí)際測(cè)試，驗(yàn)證了采用MPC+ARM的雙數(shù)字核心架構(gòu)的燃料電池主控制器在運(yùn)行同樣的控制算法時(shí)，要比采用單個(gè)MPC561數(shù)字核心的控制器快得多。在MPC和ARM之間的CAN通信方面不存在任何問題，可以應(yīng)用于實(shí)車運(yùn)行中。這種疊加式的控制器的優(yōu)點(diǎn)是在當(dāng)算法比較復(fù)雜時(shí)，可以直接采用雙核控制器；而控制算法比較簡(jiǎn)單時(shí)，采用單個(gè)MPC56x就可以滿足控制系統(tǒng)的要求。
(1)為了滿足復(fù)雜的燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)或者新能源汽車動(dòng)力系統(tǒng)的控制算法，本論文提出了采用ARM9加MPC56x單片機(jī)的雙核控制器設(shè)計(jì)的思路。由計(jì)算性能更好的ARM9負(fù)責(zé)控制算法，而驅(qū)動(dòng)能量較好的MPC56x負(fù)責(zé)輸入輸出驅(qū)動(dòng)。
(2)ARM9的控制算法可以實(shí)現(xiàn)在MATLAB/SIMULINK中的圖形化編程，然后利用控制代碼自動(dòng)生成技術(shù)實(shí)現(xiàn)上層控制算法的高效開發(fā)。
(3)在本例中，由于ARM9和MPC56x的數(shù)字核心的安裝接口完全一致，因此可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的復(fù)雜程度決定是只用一個(gè)數(shù)字核心MPC56x，還是ARM9+MPC56x的雙數(shù)核心。其為教學(xué)和科研提供了一個(gè)模塊化的科研平臺(tái)，為兼容各種簡(jiǎn)單和復(fù)雜控制算法的應(yīng)用系統(tǒng)提供了一個(gè)統(tǒng)一的硬件平臺(tái)。
評(píng)論