基于ARM9和MPC56x的燃料電池發(fā)動機主控制器
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(3)外設接口豐富，USB2.0全速主機雙端口及設備端口，可以實現(xiàn)與上位機的高速數(shù)據(jù)傳輸，保證上傳和下載數(shù)據(jù)的高效和可靠；
(4)價格低廉，AT91SAM9261S零售價只需63元，小批量價格僅為6美元，而MPC561零售價格高達40美元，在價格上具有很強的競爭力。
MPC56x的優(yōu)點是：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。因此將MPC56x和ARM結合起來，可以保證控制器既具有強大的控制算法（浮點運算能力），又有強大的底層實時驅(qū)動能力。
2.2 基于ARM的控制算法開發(fā)方法
燃料電池發(fā)動機的控制算法框架如圖3所示。整個上層控制算法可以分解為2層：輸入輸出信號接口和控制算法邏輯本身。其中輸入輸出信號接口（底層驅(qū)動信號）在MPC56x中運行，而控制算法邏輯直接在ARM中運行，兩者通過CAN總線實現(xiàn)信息交互。
本文引用地址：http://www.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)試及自動代碼生成的算法開發(fā)工具，是學術界/工業(yè)界廣泛認可使用的工程算法開發(fā)平臺。其下的Simulink組件具有強大的算法仿真調(diào)試功能；Stateflow模塊提供直觀可靠的邏輯分析/狀態(tài)機；Real-time Workshop模塊支持自動代碼生成，能將仿真測試后的框圖模型自動生成支持ARM9數(shù)字核心的C代碼。
2.3 控制器測試
對于AT91SAM9261S+MPC561的雙數(shù)字核心燃料電池主控制器，現(xiàn)階段在實驗室中利用Vector公司的CAN Case網(wǎng)絡通信硬件工具以及CANalyzer軟件模擬整車TTCAN網(wǎng)絡和燃料電池控制系統(tǒng)的底層控制器，并采集實驗數(shù)據(jù)對雙數(shù)字核心燃料電池主控制器進行仿真測試，控制器測試照片如圖4所示。
通過實際測試，驗證了采用MPC+ARM的雙數(shù)字核心架構的燃料電池主控制器在運行同樣的控制算法時，要比采用單個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，可以應用于實車運行中。這種疊加式的控制器的優(yōu)點是在當算法比較復雜時，可以直接采用雙核控制器；而控制算法比較簡單時，采用單個MPC56x就可以滿足控制系統(tǒng)的要求。
(1)為了滿足復雜的燃料電池發(fā)動機或者新能源汽車動力系統(tǒng)的控制算法，本論文提出了采用ARM9加MPC56x單片機的雙核控制器設計的思路。由計算性能更好的ARM9負責控制算法，而驅(qū)動能量較好的MPC56x負責輸入輸出驅(qū)動。
(2)ARM9的控制算法可以實現(xiàn)在MATLAB/SIMULINK中的圖形化編程，然后利用控制代碼自動生成技術實現(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)實際應用的復雜程度決定是只用一個數(shù)字核心MPC56x，還是ARM9+MPC56x的雙數(shù)核心。其為教學和科研提供了一個模塊化的科研平臺，為兼容各種簡單和復雜控制算法的應用系統(tǒng)提供了一個統(tǒng)一的硬件平臺。
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