柴油机电子调速嵌入式系统研究与开发.pdf

Master Dissertation Submitted to Shanghai Jiao Tong University The Development and Research of the Embedded System in the Electronic Speed Governor for Diesel Engine Department: Automation Student NO.: 1070329090 Candidate: Chen Jiaying Advisor: Pro. Zhu Lanjuan School of Electronic Information and Electrical Engineering Shanghai Jiao Tong University February, 2010 柴油机电子调速器嵌入式系统研究与开发 摘 要 数字式电子调速器，是由专用的控制用微处理器和一些输入输出 接口电路组成，除了输入输出信号转换之外，系统的各部分均由软件 编程实现，对信号的依赖性降低，具有极强的适应性和功能扩展能力， 可以实现复杂的控制策略和算法，甚至可以对控制参数进行自整定。 本文主要的研究目的是设计实现柴油机数字式电子调速器的软、 硬件系统。首先，通过对电子调速器的工作原理和控制策略分析，利 用 Freescale 公司的 MC9S12XS128 微控器的特点，设计出基于 MC9S12XS128 的嵌入式电子调速控制器的硬件电路，并针对系统的实 际特点提出了基于双闭环控制的改进策略。此外，为了弥补常规 PID 控制的不足，提出了模糊PID 控制策略。 其次，将μC/OS-II 操作系统移植到飞思卡尔公司的 MC9S12XS128 微控器上，通过对电子调速器的工作特点分析，设计了 满足其工作特点的一系列任务，并利用μC/OS-Ⅱ多任务的进程管理 机制，协调这些任务之间的相互通信，使之具有更高的实时性、可靠 性和开放性，更好地满足电子调速器的工作要求。 最后，基于环境保护的原则，提出了废气再循环技术（EGR）。以 数字式电子调速器为平台，结合废气再循环技术来减少汽车尾气排放 中的NOx，在柴油机上应用 EGR 技术己经是必然的趋势。 关键词： 柴油机， 嵌入式系统， 电子调速器， 模糊PID 控制， 废气再循环 第 I 页 The Development and Research of the Embedded System in the Electronic Speed Governor for Diesel Engine ABSTRACT Digital electronic speed governor is made up of specific microcontroller and some input, output interface circuit. Most parts in this system are realized by means of programming, except