本书是一本关于汽车电子信息技术的实用教科书，内容包括汽车电子信息技术基础、嵌入式实时操作系统基础、μC/OS-Ⅱ在电动汽车上的开发与应用、汽车车载网络基础、CAN总线在汽车上的开发与应用、基于V模型的控制器现代开发模式、纯电动汽车永磁同步电机控制、永磁同步电机矢量控制系统仿真与实现。本书从汽车产业的实际出发，力图把汽车电子基础知识、研发与实际应用融合一体。本书虽然以新能源汽车为阐述背景，但所用的基础知识和技术方法对传统汽车的研发也同样适用。
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前言
第1章 汽车电子信息技术基础 1
1.1 汽车控制技术基础 1
1.1.1 信号采集单元 5
1.1.2 控制器单元 8
1.1.3 执行器 9
1.1.4 反馈单元 11
1.2 汽车控制系统类型 11
1.2.1 机械控制系统 11
1.2.2 气压控制系统和液压控制系统 13
1.2.3 电控系统 20
1.2.4 门逻辑控制系统 22
1.2.5 过程顺序控制系统 24
1.3 实用控制方法简介 25
1.3.1 PID控制方法 26
1.3.2 模糊控制方法 27
1.3.3 自适应控制方法 28
1.3.4 智能控制方法 29
1.4 汽车电子硬件设计 30
1.4.1 硬件设计工具 30
1.4.2 原理图绘制 31
1.4.3 PCB绘制 39
1.4.4 电磁兼容 41
1.5 汽车电子硬件BMS从板设计实例 52
1.5.1 需求分析和总体设计 52
1.5.2 硬件设计 54
第2章 嵌入式实时操作系统基础 63
2.1 计算机操作系统 63
2.1.1 计算机系统 63
2.1.2 操作系统的作用与功能 64
2.2 嵌入式系统和嵌入式操作系统 65
2.2.1 嵌入式系统 65
2.2.2 嵌入式操作系统 68
2.3 实时操作系统与嵌入式实时操作系统 69
2.3.1 实时操作系统 69
2.3.2 嵌入式实时操作系统 71
2.4 μC/OS-Ⅱ实时操作系统 72
2.4.1 μC/OS-Ⅱ简介 72
2.4.2 μC/OS-Ⅱ系统特点 73
2.4.3 μC/OS-Ⅱ系统的任务 74
2.4.4 μC/OS-Ⅱ系统的中断管理与时钟管理 95
2.4.5 μC/OS-Ⅱ的内存管理 98
2.5 RTAILinux实时操作系统与应用实例 99
2.5.1 RTAILinux简介 99
2.5.2 RTAILinux应用实例 100
2.6 其他实时操作系统 110
2.6.1 VxWorks实时操作系统 110
2.6.2 Windows CE实时操作系统 111
第3章 μC/OS-Ⅱ在电动汽车上的开发与应用 112
3.1 电动汽车研究背景 112
3.2 电动汽车的发展现状 112
3.2.1 国外电动汽车的发展现状 113
3.2.2 国内电动汽车的发展现状 114
3.3 电动汽车的原理及关键技术 115
3.3.1 纯电动汽车原理 115
3.3.2 纯电动汽车研发的关键技术 116
3.4 μC/OS-Ⅱ在电动汽车整车控制器中的应用 119
3.4.1 整车控制器结构与功能概述 119
3.4.2 整车控制器硬件结构设计 121
3.4.3 整车控制器编译环境CodeWarrior简介 129
3.4.4 整车控制器软件结构 131
3.4.5 整车控制器多任务管理 132
3.4.6 μC/OS-Ⅱ在MC9S12单片机上的移植应用 152
3.5 本章小结 155
第4章 汽车车载网络基础 156
4.1 汽车车载网络概述 156
4.1.1 汽车车载网络的由来 156
4.1.2 汽车车载网络的发展 158
4.1.3 汽车车载网络的分类 159
4.2 CAN协议简介 163
4.2.1 CAN协议概述 163
4.2.2 CAN协议的特点 164
4.3 CAN总线基本原理 165
4.3.1 CAN总线的网络分层结构 165
4.3.2 CAN总线的帧结构 168
4.3.3 CAN总线的通信机制 172
4.3.4 CAN总线的错误检测 172
4.4 SAE J1939协议简介 174
4.4.1 SAE J1939 协议概述 174
4.4.2 SAE J1939协议特点 175
4.4.3 SAE J1939 协议原理 175
4.5 CANopen协议原理 196
4.5.1 协议简介 196
4.5.2 CAL协议原理 197
4.5.3 CANopen原理 198
第5章 CAN总线在汽车上的开发与应用 212
5.1 基于CAN的车载ECU结构 212
5.2 常用CAN器件介绍 213
5.2.1 CAN控制器SJA1000 213
5.2.2 内嵌式CAN控制器MSCAN 215
5.2.3 CAN收发驱动器TJA1050 216
5.3 CAN总线在电动汽车整车控制器上的开发 217
5.3.1 整车通信网络管理 217
5.3.2 CAN模块设计 218
5.3.3 整车控制器CAN通信调试 234
5.4 基于SAE J1939协议的车载监控终端开发 236
5.4.1 车载监控终端系统结构总体设计 236
5.4.2 SAE J1939通信协议设计 236
5.4.3 车载监控终端芯片选择 238
5.4.4 车载监控终端CAN通信模块的设计 239
5.4.5 监控中心CAN报文分析 246
5.4.6 车载监控终端CAN通信测试 249
5.5 本章小结 252
第6章 基于V模型的控制器现代开发模式 253
6.1 控制器的开发模式简介 253
6.1.1 控制器传统开发模式 253
6.1.2 控制器V模型现代开发模式 254
6.2 离线建模仿真 255
6.2.1 MATLAB仿真软件简介 255
6.2.2 Simulink简介与基本操作 258
6.3 快速控制原型 265
6.3.1 快速控制原型基本概念 265
6.3.2 快速控制原型模块ES910 266
6.3.3 接口硬件模块ES930 267
6.3.4 集成虚拟测试软件INTECRIO 267
6.4 RTW代码自动生成原理及C代码介绍 268
6.4.1 RTW代码自动生成原理 268
6.4.2 C代码文件介绍 269
6.5 硬件在环 270
6.5.1 国内外硬件在环仿真测试系统的发展现状 270
6.5.2 硬件在环结构 273
6.5.3 硬件在环测试在汽车上的应用 273
6.6 基于ETAS快速原型开发的应用实例 275
6.6.1 设计思路 275
6.6.2 模型建立 275
6.6.3 代码自动生成 279
6.6.4 硬件在环仿真 280
6.6.5 参数标定 280
第7章 纯电动汽车永磁同步电机控制 283
7.1 纯电动汽车驱动电机概述 283
7.1.1 纯电动汽车驱动电机类型 284
7.1.2 纯电动汽车驱动电机分布 285
7.2 永磁同步电机结构与工作原理 286
7.2.1 永磁同步电机的结构 288
7.2.2 永磁同步电机的工作原理 290
7.3 永磁同步电机常用控制方法 290
7.3.1 矢量控制 290
7.3.2 直接转矩控制 291
7.3.3 智能控制 292
7.4 永磁同步电机矢量控制 292
7.4.1 永磁同步电机矢量控制的基本原理 292
7.4.2 坐标变换 293
7.4.3 永磁同步电机的数学模型 296
7.4.4 基于转子磁场定向的矢量控制策略 299
7.4.5 空间脉冲宽度调制 300
7.5 纯电动汽车上电机其他方面的研究 309
7.5.1 永磁同步电机反转控制与再生制动控制 309
7.5.2 电机其他控制方面的研究 311
第8章 永磁同步电机矢量控制系统仿真与实现 314
8.1 矢量控制系统框图 314
8.2 Simulink仿真介绍 315
8.2.1 Simulink常用模块介绍 316
8.2.2 Simulink仿真实例 320
8.3 PMSM矢量控制系统的Simulink仿真 322
8.3.1 矢量控制系统中各仿真模块的搭建 322
8.3.2 PMSM矢量控制系统Simulink仿真模型 327
8.3.3 PMSM矢量控制系统Simulink仿真与分析 329
8.4 PMSM矢量控制系统的实现 332
8.4.1 英飞凌XE164FN/XC2000概述与开发平台介绍 332
8.4.2 电机控制器硬件模块 333
8.4.3 电机控制器软件模块 341
8.5 本章小结 360
参考文献 362
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