基于FPGA的汽車油改氣電控系統(tǒng)的研究
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2.4PWM產(chǎn)生模塊設(shè)計(jì)
噴氣PWM波脈寬產(chǎn)生是根據(jù)查表法實(shí)現(xiàn)的。FPGA采集的轉(zhuǎn)速信號(hào)和節(jié)氣門開度信號(hào)經(jīng)過計(jì)算求出某時(shí)刻對應(yīng)的噴氣脈寬對應(yīng)的地址，輸出相應(yīng)的PWM波。
為了適應(yīng)各種不同的噴氣設(shè)備，ECU出來的四路PWM波設(shè)計(jì)為根據(jù)實(shí)際情況可以隨時(shí)調(diào)整。特點(diǎn)為：(1)四個(gè)缸的工作頻率及占空比是一樣的，經(jīng)實(shí)際測量，在汽車運(yùn)行狀態(tài)下T0為10~35ms。(2)頻率會(huì)根據(jù)油門的開閉大小變化，不固定。(3)脈沖為-12V電平。(4)特殊情況，在汽車轉(zhuǎn)速達(dá)到4000轉(zhuǎn)時(shí)，波形發(fā)生變化，脈沖有交錯(cuò)。根據(jù)燃?xì)獾氖褂眯Чl(fā)現(xiàn)只要把原先的脈寬T1適當(dāng)縮短，縮短的時(shí)間可調(diào)，就能達(dá)到最佳的效果。不過，脈沖的起始時(shí)間不能變；頻率是根據(jù)氣門的變化而變化的。在油改氣的時(shí)候，頻率不能變。
PWM測量和減短仿真圖如圖9所示，圖中虛線豎條的時(shí)間間隔為1.31075ms，為了明顯起見，在圖中固定減去了1.5ms輸出，在實(shí)際應(yīng)用過程中，這個(gè)值可以根據(jù)需要，通過電位器將電壓輸入至FPGA器件，根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整。
2.5通信模塊以及仿真結(jié)果
根據(jù)RS232異步串行通信的幀格式，在FPGA發(fā)送模塊中采用的每一幀格式為：1位開始位+8位數(shù)據(jù)位+1位停止位，波特率為9600b/s。由設(shè)置的波特率可以算出分頻系數(shù)，具體算法為分頻系數(shù)X=CLK/(BOUND×2)。串行數(shù)據(jù)通信仿真圖如圖10所示。
該系統(tǒng)不但實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集，通過模糊控制為噴氣裝置產(chǎn)生了包含點(diǎn)火時(shí)間以及噴氣脈寬的PWM波，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)性，同時(shí)能夠?qū)崟r(shí)采集轉(zhuǎn)速信號(hào)和節(jié)氣門開度信號(hào)并通過UART傳送到上位機(jī)，實(shí)時(shí)地進(jìn)行監(jiān)測和控制。
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