汽车动态导航及其太阳能供电系统研究

【摘要】： 随着城市车辆的日益增多,交通堵塞已成为世界各国关注的问题。为了有效地缓解交通堵塞,车载导航信息终端系统得到了越来越广泛的研究。本论文以太阳能电池板供电的车载导航终端为研究对象,研究了基于中心导航的汽车动态导航以及车载终端太阳能电池板供电的关键技术,涵盖了电机控制、电力电子、无线通信、人工智能、地理信息系统以及数据库技术等多个学科内容。 论文的主要研究内容如下: (1)系统介绍了动态导航信息系统的概念及车载太阳能供电伺服系统发展状况和国内外研究现状。 (2)在讨论中心式动态导航系统的基本原理、系统结构和主要功能的基础上,分析了汽车动态导航的若干关键技术,研究并设计了车载单元和导航服务器间的通信协议,该协议参照了NTCIP标准,符合ITS中心计算机到外场设备通信协议(C2F)互换性、互操作性的要求。 (3)为了获取城市大规模路网的交通信息,实现了一种基于FCD的交通速度估计算法,为动态导航的实现提供了数据来源;提出了一种改进的Dijkstra路径搜索算法,算法采用图的弧段-弧段结构表示路网结构,并通过弧段关系存储路网的某些限制性交通信息以及先验信息,提高了搜索效率,解决了城市路网限制性交通信息难以表达的问题。 (4)对于太阳能伺服系统,在分析永磁同步电机(PMSM)数学模型的基础上,研究了神经网络控制技术和模糊控制技术在PMSM控制中的应用。分别讨论了神经网络直接控制、神经网络预测控制和模糊—PI控制等控制策略在PMSM控制中的应用,并在Matlab/Simulink平台上建立了永磁同步电机及其控制器的模型。 (5)讨论了车载太阳能智能导航终端中,伺服系统的构成和实现方法,并建立了永磁同步伺服电机模糊PI控制器的仿真模型,在基于自适应连接权值的基础上,修正PI调节器和模糊控制器的不同控制权值,同时,完成了PMSM控制器的软件和硬件设计,并进行了相关试验和测试。 相关的实验结果表明,论文所提出的中心式动态导航交通信息采集及路径规划算法,以及永磁同步电机伺服系统的设计思想与方法是有效、可行的,能够满足车载智能终端的要求,为具有太阳能供电的车载动态导航终端的推广和使用提供了理论基础。 【关键词】：动态导航 NTCIP Dijkstra 永磁同步电机 伺服系统 神经网络控制 模糊控制
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：U463.6
【目录】：

• 摘要8-9
• Abstract9-10
• 致谢10-19
• 第一章 绪论19-35
• 1.1 课题来源和研究背景19-20
• 1.2 汽车动态导航系统20-22
• 1.3 伺服系统简介与车载太阳能伺服跟踪系统22-25
• 1.3.1 伺服系统的定义22-23
• 1.3.2 发展简史23
• 1.3.3 伺服驱动系统的系统组成介绍23-25
• 1.3.4 车载太阳能供电系统的伺服驱动系统简介25
• 1.4 永磁同步电机伺服系统的发展状况与研究热点25-30
• 1.4.1 永磁同步电机技术26
• 1.4.2 电力电子技术26
• 1.4.3 控制器制造技术26-27
• 1.4.4 控制策略的发展27-29
• 1.4.5 永磁同步电机及其伺服系统的研究热点29-30
• 1.5 本论文主要工作和创新点30-32
• 参考文献32-35
• 第二章 汽车动态导航系统研究35-55
• 2.1 汽车动态导航系统总体结构与功能35-37
• 2.1.1 系统总体结构35-36
• 2.1.2 系统功能36-37
• 2.2 导航服务器37-40
• 2.2.1 导航服务器主要功能包括37-39
• 2.2.2 系统开发平台39-40
• 2.3 导航终端功能40-44
• 2.3.1 导航终端功能40-41
• 2.3.2 导航终端结构41-42
• 2.3.3 导航终端液晶显示界面42-44
• 2.4 汽车动态导航关键技术分析44-53
• 2.4.1 路径搜索算法44
• 2.4.2 导航服务44-45
• 2.4.3 导航协议45-51
• 2.4.4 其它技术51-52
• 2.4.5 终端硬件平台52
• 2.4.6 终端开发平台52-53
• 2.4.7 终端操作系统Windows CE .NET53
• 2.4.8 导航软件开发平台eMbedded Visual C++4.053
• 2.5 导航终端性能指标53-54
• 参考文献54-55
• 第三章 基于 FCD 道路交通信息采集和 Dijkstra 的动 态路径设计55-66
• 3.1 引言55
• 3.2 基于FCD 传感器的交通信息采集系统55-57
• 3.3 基于FCD 的交通速度估计算法57-59
• 3.4 一种改进的 Dijkstra 路径搜索算法59-61
• 3.5 通信协议61
• 3.6 实验结果61-65
• 3.6.1 速度估计算法测试结果61-63
• 3.6.2 动态路径搜索算法测试63-65
• 参考文献65-66
• 第四章 智能控制技术在太阳能跟踪伺服系统的应用研究66-91
• 4.1 引言66
• 4.2 永磁同步电机的数学模型66-70
• 4.2.1 坐标变换或矢量变换67-68
• 4.2.2 定子电压方程68-69
• 4.2.3 转矩方程69-70
• 4.2.4 运行方程70
• 4.3 神经网络控制技术的一般性理论简述70-75
• 4.3.1 神经网络简介70-71
• 4.3.2 神经网络在电机控制中的应用71-72
• 4.3.3 BP 网络模型与结构72-73
• 4.3.4 BP 网络的不足和改进73-75
• 4.4 基于神经网络直接控制的永磁同步电机伺服系统75-79
• 4.4.1 PMSM 的自回归滑动均值模型75-76
• 4.4.2 PMSM 直接神经网络控制器76-77
• 4.4.3 仿真实例及分析77-79
• 4.5 基于神经网络的永磁同步电机的预测控制79-83
• 4.5.1 PMSM 电压预测模型79-80
• 4.5.2 基于BP 网络的预测控制80-81
• 4.5.3 仿真实例与分析81-83
• 4.5.4 结论83
• 4.6 基于模糊－PI 控制的PMSM 控制系统83-89
• 4.6.1 Fuzzy 控制器的设计方法83-86
• 4.6.2 自适应的权值修正方法86-87
• 4.6.3 仿真实例与分析87-88
• 4.6.4 结论88-89
• 参考文献89-91
• 第五章 基于DSP 的PMSM 控制器的设计与实验研究91-111
• 5.1 引言91
• 5.2 太阳能板的位置伺服系统的构成91-95
• 5.2.1 电能管理部分91-92
• 5.2.2 太阳位置检测单元92
• 5.2.3 电机磁极位置检测及速度检测模块92-94
• 5.2.4 电流检测模块94-95
• 5.3 TMS320LF2407A 型DSP 简介95-99
• 5.3.1 TMS320LF2407A 的特点和资源95-96
• 5.3.2 TMS320LF2407ADSP 事件管理寄存器96-97
• 5.3.3 事件管理器的中断97
• 5.3.4 TMS240LF2407A 型DSP 的PWM 生成方式97-99
• 5.4 PMSM 控制器的软件设计99-102
• 5.4.1 系统初始化程序99-100
• 5.4.2 采样及滤波程序100-101
• 5.4.3 保护程序设计101
• 5.4.4 永磁同步电机PWM 控制方式控制字的选择101-102
• 5.5 PMSM 驱动器硬件设计102-106
• 5.5.1 PWM 驱动装置的设计要求102-103
• 5.5.2 功率元件的选择103-104
• 5.5.3 前向通道的设计104-105
• 5.5.4 直接数字测速接口的设计105
• 5.5.5 后向通道的设计105
• 5.5.6 控制电源的设计105-106
• 5.6 PMSM 的试验结果106-109
• 5.6.1 低速运行时伺服系统控制结果106
• 5.6.2 中速运行时伺服系统控制结果106-107
• 5.6.3 高速运行时伺服系统控制结果107-109
• 参考文献109-111
• 第六章 总结和展望111-113
• 攻读博士学位期间发表的论文113
• 攻读博士学位期间发表的获奖情况113-114
• 攻读博士学位期间主持的科研项目114
• 攻读博士学位期间学术交流情况114-115

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

高压作业环境在线测试系统的太阳能供电模块的研制    陆荣信;朴洋;周全;郭锋;

移动检测技术的研究    张静,蔡伯根,吴建平

图的节点-弧段联合结构表示法及其在GIS最优路径选取中的应用    王杰臣,毛海城,杨得志

美、欧、日智能交通系统(ITS)发展分析及启示    陈旭梅,于雷,郭继孚,全永燊

基于Palm OS平台的GPS个人导航软件开发    詹荔栩,纪安妮,郭东辉

反电势逻辑电平积分比较法实现的无刷直流电机无位置传感器控制    周波,魏佳,穆新华,严仰光

基于RBF神经网络的无刷直流电机无位置传感器控制    夏长亮,文德,范娟,杨晓军

基于DSP的无刷直流电机无传感器控制系统设计    刘丁,余志平,杨延西

无刷直流电机控制系统中PWM调制方式对换相转矩脉动的影响    张相军,陈伯时

交流永磁伺服系统控制策略研究    陈荣,严仰光

车载导航技术现状及其发展趋势    胡刚;金振伟;司小平;郭海涛;

FPGA应用技术及在电力系统中的应用前景    张志杰,叶海峰,汪翔

MATLAB/Simulink在《电力电子技术》教学研究中的应用    吴剑威;唐立新;

GPS/GPRS车载监控终端的设计与实现    田日才;黄佳;

M6020A磨床伺服电机的选择    平庆杰;陶晓杰;

变电站光伏直流系统的研究与应用    林航;陈晓明;

30 kW太阳能并网发电系统的应用与运行    沈晨;陈晓明;

利用PSPICE仿真分析PWM控制电路    赵涛,姜卫东

永磁同步电机自抗扰控制研究    薛树功;瞿成明;魏利胜;

24V/5A太阳能控制器设计    包文俊;黄长杰;

双面太阳电池垂直安装发电性能的测试    王宁;吴昌宏;舒杰;

一种基于Internet的车辆远程监控系统    陈玮;张利;张建军;

国外ITS技术发展与应用研究    丁军;

琅琊山电站机组变频启动时转子位置计算的介绍    汪卫平;

基于干扰观测器的滑模变结构控制器设计    李利娜;窦丽华;蔡涛;潘峰;

基于PLC控制的PWM调节电容型SVC的研究    韩琳;李士杰;方科;张进;

一种基于dp/dv=0的最大功率跟踪控制策略    荣延泽;刘士荣;毛军科;李松峰;

HVDC换流变压器分接头的滑模控制    陈堂贤;陈安庆;卢永杰;付贤东;

基于LonWorks的新型风机控制器    唐鹏辉;张云贵;王丽娜;

基于STC89C52单片机PWM调速控制系统的硬件设计    刘紫晶;

TMd-50系列高压变频器在梅钢1780热连轧的应用    王文娟;

车载组合导航系统关键技术研究    夏全喜

基于VR/GIS一体化城市微观交通虚拟仿真系统的研究与应用    王春

分布式电源的概率建模及其对电力系统的影响    王敏

神经网络硬化实现的共性技术在电力传动中应用研究    汪木兰

我国太阳能光伏产业投资风险及决策研究    朱震宇

混合动力汽车双机械端口电机及其控制系统研究    庞珽

单站定位的散射信息几何构造法    杨天池

基于磁开关和带状线的长脉冲、超低阻抗脉冲发生器及其相关技术研究    杨实

变转速泵控差动缸及低能耗注塑机技术研究    张红娟

永磁风力发电机分布式直流并网变流器的研究与实现    张洪阳

基于DSP的铜材连铸水平牵引变频调速控制系统研究    汪鹏飞

基于DSP+FPGA的永磁同步电动机伺服驱动器研究    凌刚

基于逆变器的直流无源滤波器的优化设计及其可视化算法    况清龙

用于矿灯充电的独立光伏系统研究    毛娟

太阳能光伏发电单相并网逆变器研究    李本元

基于手机浮动车的高速公路交通流监控系统研究与设计    李超

基于车载导航系统的大区域路径规划算法的设计与实现    崔静怡

改善永磁接触器动态分断过程的方法研究    张钢岭

电流型Z源逆变器主电路控制策略研究    翟清震

氧化物半导体的湿化学法制备    贾红

通信基站太阳能供电系统设计    杨晓宇;王运涛;

基于ZigBee的无线传感器供电电源优化设计    王亭岭;熊军华;陈建明;

简易型多功能开关变换控制器LM2577在开关电源中的应用    蒋玉萍;

美空军研究供未来军用卫星用的太阳能供电系统    温正红;

太阳能在海上采油平台的应用研究    陈俊

高速公路监控摄像机太阳能供电系统设计    刘金杰;于婷婷;才智;

基于LM2576的高可靠MCU电源设计    王恒;

电流互感器的建模及其在输电线路取能电源中的应用    宋道军

GPS车辆导航中的实时地图匹配算法    苏洁,周东方,岳春生

GPS/INS组合导航系统抗差滤波器设计    何秀凤,陈永奇

基于Palm OS平台的GPS个人导航软件开发    詹荔栩,纪安妮,郭东辉

单个电流传感器实现的无刷直流电动机相电流检测    谭徽,王勇,汪信尧,江建中

车载GPS接收机与PC机的串口通讯及数据截取    鲍敏

永磁同步电机高转矩电流矢量控制方法和系统    苗晓燕,王小椿

RF8000 GPS接收器的原理及应用    乐德广,詹荔栩,吴孙桃,郭东辉

车辆GPS/DR/GIS组合导航定位系统    郑平方,张其善,李先亮

改进的双向启发式搜索算法及其在车载导航仪中的应用    张歆奕,吴今培,张其善

自动车辆定位系统在智能交通系统中的应用    杨东凯,吴今培,张其善

基于DSP的永磁无刷直流电动机无传感器控制系统的研究    余志平

面装式永磁同步电机伺服系统电流控制方法研究    陈荣;

基于双CPU的永磁同步电机全数字伺服系统设计    李永刚;尹永雷;

基于神经网络预测控制的PMSM伺服系统的仿真研究    王群京;殷伟;姜卫东;王安邦;

基于DSP的永磁同步电机伺服系统    杨旭东;杨朋;李津;李文伟;

基于SVPWM的永磁同步电机控制    陈进;王冠凌;娄珂;

基于80C196MC的天线伺服系统的设计与实现    胡长德;张钊;赵钦祥;

永磁同步电机伺服控制系统设计    贡亚丽;王文明;王鑫;

基于Freescale DSP56F8346的永磁交流伺服系统硬件设计    张彦召;胡育文;黄文新;滕福林;

永磁同步电机伺服系统H_∞控制研究    吴雪芬;

DSP技术在数控机床伺服系统中的应用    蒋铭潮;刘金利;李丙才;

改进的永磁同步电机转子初始位置检测方法    郭农生;周元钧;

基于神经网络的直流伺服系统控制    陈小惠;陈小珍;

一种新颖的永磁同步电机直接转矩控制方法    盛义发;喻寿益;洪镇南;

无轴承永磁同步电机转矩和悬浮力直接控制    潘伟;许波;孙晓东;朱熀秋;

永磁同步电机速度伺服系统设计与仿真    陈建华;徐大林;程颖;刘传亮;

基于摩擦和扰动补偿的永磁同步电机伺服系统控制方法研究    周旋;李世华;

基于MapleSim的永磁同步电机矢量控制仿真    孙文军;阎慧;高永明;尹航;

基于神经网络控制的激光跟踪干涉测量系统的设计    史颖;李醒飞;张国雄;

负载未知时永磁同步电机的哈密顿控制方法    于海生;王海亮;赵克友;

永磁同步电机伺服系统设计    尹永雷;李永刚;付超;王毅;

从Dijkstra谈帅才的洞察力    王 选

我国研制出新一代“追日”光伏伺服系统    记者 张晔

永磁同步电机承担主牵引驱动    申军平　雷冬梅

F2TP永磁同步电机掀起节能革命    张永法

埃斯顿转型 吴波欲打造数控领域微软    胡怡琳

江苏研制成功抗风型光伏伺服系统    石永红

动态导航有望缓解奥运交通压力    许

动态导航助奥运一路畅通    王瑜婷

抗风型光伏伺服系统研制成功    石永红

尤尼康欲领航国产高端变频器市场    罗晖

汽车动态导航及其太阳能供电系统研究    殷伟

永磁同步电机工程伺服系统若干关键技术研究    鲁文其

基于耗散哈密顿系统的永磁同步电机控制研究    裘君

高精度单框架控制力矩陀螺框架伺服系统的设计与研究    陈茂胜

前向神经网络学习问题研究及其在转台控制中的应用    盛守照

低速大转矩永磁同步电机及其控制系统    史婷娜

基于载波频率成份法的永磁同步电机无位置传感器控制研究    于艳君

基于变磁阻磁场调节机理的永磁同步电机研究    李春艳

电动汽车用永磁同步电机设计方法及相关问题的研究    吴世华

高速永磁同步电机的损耗分析与温度场计算    江善林

永磁同步电机伺服系统矢量控制的研究    张杰

永磁同步伺服系统的设计与实现    缪礼锋

基于TMS320F2812A的永磁同步电机伺服系统设计    林正

数字化永磁同步电机伺服驱动器研究    暨绵浩

基于模糊控制的永磁同步电机伺服系统研究    关晓强

永磁电动机伺服系统硬件设计与优化    俞彦军

基于DSP的永磁同步电机伺服控制系统的研究    沈杰

基于直接转矩控制的永磁同步电机伺服系统研究    于中伟

直接面向加工路径的开放式数控系统研究    张恒

基于DSP的永磁同步电机伺服控制系统的实现    周峰