Analóg szögszenzor illesztése FPGA-hoz

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Sujbert László
Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék

A mai modern személygépjárművekben már szinte kötelező tartozéknak mondható a kormányzásrásegítés, amelynek segítségével a sofőr biztonságosabban irányíthatja a járművet. A legújabb fejlesztésekben a kormányzásrásegítést elektromos motorokkal valósítják meg, az egyszerűbb fejlesztés és a funkciók bővíthetősége miatt.

Rásegítéskor a motorokkal szemben igen pontos beavatkozási követelmények vannak. A teljesítésükhöz elengedhetetlen egy komplex, nagy számítási igényű szabályozási hurok megvalósítása. A szakdolgozat elkészítése során ebbe a szabályozási körbe nyertem betekintést, és egy részét, a forgórész szöghelyzetének érzékelését és a szenzor jeleinek feldolgozását kellett megvalósítanom FPGA áramkörön.

A dolgozat első felében ismertetem a megszerzett és a feladat megoldásához szükséges elméleti ismereteket. Először rövid áttekintést adok a kormányrendszer felépítéséről és a rásegítés alapvető kérdéseiről. Majd bemutatom a rásegítő elektromos motorok elvárt tulajdonságait, és konkrét típusait. Ezek után részletesen ismertetem a mezőorientált szabályozási kör teljes felépülését, amelybe betekintést nyertem. Kitérek a vezérlés alapelvére, az egyes részegységek feladataira, és egy konkrét példán keresztül is végigkövetem a szabályozási kör működését. Végül részletesen bemutatom a GMR alapú szöghelyzet-érzékelés fizikai alapjait, ami alapján a feladat megvalósult.

A dolgozat második felében a megvalósítás konkrét lépéseit és a döntéseim indoklását írom le. Először ismertetem a méréshez alkalmazott szögszenzor legfontosabb adatait. Majd a szöghelyzet kialakításának egymás utáni lépéseit mutatom be, kiemelve a tervezési megfontolásokat. Kitérek az illesztő nyomtatott áramköri lemez kialakítására, az illesztőkártya és az FPGA áramkör közötti kommunikációra, és az FPGA-ban megvalósított jelfeldolgozási lépésekre, valamint végül ezek tesztelésére is.

A dolgozat végén megvizsgálom a redundáns működés lehetőségét, hogy a szöghelyzet-érzékelő az autóipari szabványoknak is megfeleljen. Végül a jövőbeli fejlesztési lehetőségekre is rávilágítok.

A fejlesztés végeredményeként elkészült az illesztőpanel és az FPGA áramkörbe implementálható jelfeldolgozási lánc. El tudtam végezni az első méréseket is, amelyek alapján az elkészült rendszer képes információt szolgáltatni a forgórész szöghelyzetéről.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.