本發(fā)明涉及監(jiān)測裝置領域，具體地講，是涉及用于監(jiān)測電動汽車控制系統(tǒng)的裝置。

背景技術：

純電動汽車應用技術作為當今汽車行業(yè)高新技術發(fā)展的必然趨勢，它涉及車輛工程、電機驅動技術、控制技術、電池技術等領域的核心技術。其中，電動汽車控制系統(tǒng)是將駕駛員的操縱信號，經過變換器變成電信號，通過電纜直接傳輸?shù)阶灾魇蕉鏅C的一種系統(tǒng)。電動汽車控制系統(tǒng)的主要組成部分包括運動傳感器、中央計算機、作動器和電源，它相當于動物的感覺器官、大腦和肌肉。因此，其穩(wěn)定性非常重要，如果其出現(xiàn)問題，則會直接導致電動汽車失去控制。對于現(xiàn)有的監(jiān)測裝置而言，都是很容易出現(xiàn)故障，需要頻繁的檢修、維護，運行成本很高，經濟效益難以提高。

技術實現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有技術中的上述問題，本發(fā)明提供設計巧妙、結構簡單的用于監(jiān)測電動汽車控制系統(tǒng)的裝置。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案如下：

用于監(jiān)測電動汽車控制系統(tǒng)的裝置，包括依次連接的內阻監(jiān)測單元、低通濾波器、調理電路、A/D模塊和單片機；所述內阻監(jiān)測單元還包括信號發(fā)生器，以及相互連接的放大電路和鎖相環(huán)；所述信號發(fā)生器連接所述電動汽車控制系統(tǒng)；所述放大電路包括運算放大器U1、晶體管Q1、晶體管Q2、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電容C1、電容C2、電容C3、電容C4、電源端、接地端、輸入端input1和輸出端output2；所述運算放大器U1為NE5534；所述NE5534的同相輸入端接地，同相輸入端通過相互串聯(lián)的電容C3和電阻R5連接晶體管Q2的發(fā)射極，反相輸入端通過電阻R7連接輸出端output2，反相輸入端通過電阻R6連接輸入端input1，反相輸入端通過電容C2連接所述晶體管Q2的基極，第五端通過第電容C4連接接地端，第四端連接晶體管Q1和晶體管Q2的集電極，第四端還連接電源端；所述電源端為+5伏電壓源；所述晶體管Q2的基極通過電阻R4連接電容C3的一端，所述電容C3的另一端連接接地端；所述晶體管Q2的基極還通過電阻R3連接所述晶體管Q1的基極；所述晶體管Q1的基極通過電容C1連接所述晶體管Q2的發(fā)射極，所述晶體管Q1的發(fā)射極通過相互串聯(lián)的電阻R1和電阻R2連接晶體管Q1的基極；所述晶體管Q1為PNP管，所述晶體管Q2為NPN管；所述信號發(fā)生器為包括電阻R8、電阻R9、電阻R10、電阻R11、電阻R12、電容C5、電容C6、電容C7、電容C8、晶振Y1、晶體管Q3、晶體管Q4和輸出端output1的1KHz正弦信號發(fā)生器；所述輸出端output1與電動汽車控制系統(tǒng)連接。所述晶體管Q3的基極通過電阻R8連接電源端，發(fā)射極通過電阻R10連接電源端，基極和發(fā)射極之間還串聯(lián)電容C5，基極還通過相互并聯(lián)的電阻R9和電容C7連接接地端，基極還通過相互串聯(lián)的晶振Y1和電容C6連接接地端，發(fā)射極通過電容C7連接接地端，集電極通過電阻R11連接接地端；所述晶體管Q4的基極連接所述晶體管Q3的集電極，發(fā)射極連接接地端，集電極通過電阻R12連接電源端，集電極還連接輸出端output1；電源端與接地端之間連接電容C8；所述晶體管Q3為PNP管，所述晶體管Q4為NPN管；所述鎖相環(huán)包括AD630、輸入端input2、輸出端output3；所述AD630的RINA端和RA端均連接所述輸入端input2，其CHA端和CHB端均連接其RF端，其RINB端和SELB端連接接地端，同時，其COMP端、VOUT端、RB端均連接輸出端output3；所述輸入端input2連接所述輸出端output2。

具體地，所述低通濾波器包括運算放大器U2、U3、電阻R13、電阻R14、電容C9、輸入端input3和輸出端output4；所述輸入端input3連接所述輸出端output3；所述運算放大器U2的反相輸入端連接接地端，同相輸入端通過電阻R13連接輸入端input3，同相輸入端通過電容C9連接其輸出端，同相輸入端還通過電阻R14連接所述運算放大器U3的輸出端；所述運算放大器U2的輸出端連接所述運算放大器U3的同相輸入端；所述運算放大器U3的反相輸入端連接接地端，輸出端連接輸出端output4；所述運算放大器U2、U3均為CA3130。

具體地，所述調理電路包括運算放大器U4、運算放大器U5、電阻R15、電阻R16、電阻R17、電阻R18、電阻R19、電阻R20、電容C10、電容C11、二極管D1、二極管D2、輸入端input4和輸出端output5；所述輸入端input4連接所述輸出端output4；所述運算放大器U4的同相輸入端通過電阻R15連接所述輸入端input4，其反相輸入端和輸出端通過電阻R16連接，其輸出端通過電阻R17連接所述運算放大器U5的反相輸入端；所述運算放大器U5的反相輸入端和輸出端通過電阻R19連接，其同相輸入端通過相互并聯(lián)的電容C10和電阻R18連接接地端，其輸出端通過電阻R20連接所述輸出端output5；所述輸出端output5連接所述二極管D1的陽極和二極管D2的陰極，并且通過電容C11連接接地端；所述二極管D1的陰極連接+3.3伏電壓源；所述二極管D2的陽極連接接地端；所述運算放大器U4和運算放大器U5均為AD847；所述A/D模塊包括運算放大器OPA835、模數(shù)轉換電路ADS7042、電阻R21、電容C12、輸入端input5和輸出端output6；所述輸入端input5分別連接所述輸出端output5和所述運算放大器OPA835的反相輸入端；所述運算放大器OPA835的同相輸入端連接其輸出端，其輸出端通過電阻R21連接所述模數(shù)轉換電路ADS7042的AINP端；所述AINP端還通過電容C12連接接地端；所述ADS7042的AINM端連接接地端，其SDO端通過所述輸出端output6連接所述單片機；所述單片機為TM4C129LNCZAD。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明采用信號發(fā)生器作為激勵源，發(fā)送激勵信號給電動汽車控制系統(tǒng)，通過放大器將電動汽車控制系統(tǒng)的反饋信號放大，并通過鎖相環(huán)電路鎖定需要的信號，之后通過低通濾波器濾出諧波信號，再通過調理電路調整輸出信號，A/D模塊將該輸出信號轉換為數(shù)字信號后發(fā)送給單片機；整個系統(tǒng)簡單，易實現(xiàn)，運行和維護成本低，傳輸過程穩(wěn)定可靠，實用價值和經濟價值都很高。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)框圖。

圖2為本發(fā)明中內阻監(jiān)測單元的系統(tǒng)框圖。

圖3為本發(fā)明中信號發(fā)生器的連接示意圖。

圖4為本發(fā)明中放大電路的連接示意圖。

圖5為本發(fā)明中鎖相環(huán)電路的連接示意圖。

圖6為本發(fā)明中低通濾波器的連接示意圖。

圖7為本發(fā)明中調理電路的連接示意圖。

圖8為本發(fā)明中A/D模塊的連接示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明，本發(fā)明的實施方式包括但不限于下列實施例。

實施例

如圖1~8所示，用于監(jiān)測電動汽車控制系統(tǒng)的裝置，包括依次連接的內阻監(jiān)測單元、低通濾波器、調理電路和A/D模塊和單片機；所述內阻監(jiān)測單元還包括信號發(fā)生器，以及相互連接的放大電路和鎖相環(huán)；所述信號發(fā)生器連接所述電動汽車控制系統(tǒng)；所述放大電路包括運算放大器U1、晶體管Q1、晶體管Q2、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電容C1、電容C2、電容C3、電容C4、電源端、接地端、輸入端input1和輸出端output2；所述運算放大器U1為NE5534；所述NE5534的同相輸入端接地，同相輸入端通過相互串聯(lián)的電容C3和電阻R5連接晶體管Q2的發(fā)射極，反相輸入端通過電阻R7連接輸出端output2，反相輸入端通過電阻R6連接輸入端input1，反相輸入端通過電容C2連接所述晶體管Q2的基極，第五端通過第電容C4連接接地端，第四端連接晶體管Q1和晶體管Q2的集電極，第四端還連接電源端；所述電源端為+5伏電壓源；所述晶體管Q2的基極通過電阻R4連接電容C3的一端，所述電容C3的另一端連接接地端；所述晶體管Q2的基極還通過電阻R3連接所述晶體管Q1的基極；所述晶體管Q1的基極通過電容C1連接所述晶體管Q2的發(fā)射極，所述晶體管Q1的發(fā)射極通過相互串聯(lián)的電阻R1和電阻R2連接晶體管Q1的基極；所述晶體管Q1為PNP管，所述晶體管Q2為NPN管；所述信號發(fā)生器為包括電阻R8、電阻R9、電阻R10、電阻R11、電阻R12、電容C5、電容C6、電容C7、電容C8、晶振Y1、晶體管Q3、晶體管Q4和輸出端output1的1KHz正弦信號發(fā)生器；所述晶體管Q3的基極通過電阻R8連接電源端，發(fā)射極通過電阻R10連接電源端，基極和發(fā)射極之間還串聯(lián)電容C5，基極還通過相互并聯(lián)的電阻R9和電容C7連接接地端，基極還通過相互串聯(lián)的晶振Y1和電容C6連接接地端，發(fā)射極通過電容C7連接接地端，集電極通過電阻R11連接接地端；所述晶體管Q4的基極連接所述晶體管Q3的集電極，發(fā)射極連接接地端，集電極通過電阻R12連接電源端，集電極還連接輸出端output1；電源端與接地端之間連接電容C8；所述晶體管Q3為PNP管，所述晶體管Q4為NPN管；所述鎖相環(huán)包括AD630、輸入端input2、輸出端output3；所述AD630的RINA端和RA端均連接所述輸入端input2，其CHA端和CHB端均連接其RF端，其RINB端和SELB端連接接地端，同時，其COMP端、VOUT端、RB端均連接輸出端output3；所述輸入端input2連接所述輸出端output2。

具體地，所述低通濾波器包括運算放大器U2、運算放大器U3、電阻R13、電阻R14、電容C9、輸入端input3和輸出端output4；所述輸入端input3連接所述輸出端output3；所述運算放大器U2的反相輸入端連接接地端，同相輸入端通過電阻R13連接輸入端input3，同相輸入端通過電容C9連接其輸出端，同相輸入端還通過電阻R14連接所述運算放大器U3的輸出端；所述運算放大器U2的輸出端連接所述運算放大器U3的同相輸入端；所述運算放大器U3的反相輸入端連接接地端，輸出端連接輸出端output4；所述運算放大器U2、運算放大器U3均為CA3130。

具體地，所述調理電路包括運算放大器U4、運算放大器U5、電阻R15、電阻R16、電阻R17、電阻R18、電阻R19、電阻R20、電容C10、電容C11、二極管D1、二極管D2、輸入端input4和輸出端output5；所述輸入端input4連接所述輸出端output4；所述運算放大器U4的同相輸入端通過電阻R15連接所述輸入端input4，其反相輸入端和輸出端通過電阻R16連接，其輸出端通過電阻R17連接所述運算放大器U5的反相輸入端；所述運算放大器U5的反相輸入端和輸出端通過電阻R19連接，其同相輸入端通過相互并聯(lián)的電容C10和電阻R18連接接地端，其輸出端通過電阻R20連接所述輸出端output5；所述輸出端output5連接所述二極管D1的陽極和二極管D2的陰極，并且通過電容C11連接接地端；所述二極管D1的陰極連接+3.3伏電壓源；所述二極管D2的陽極連接接地端；所述運算放大器U4和運算放大器U5均為AD847；所述A/D模塊包括運算放大器OPA835、模數(shù)轉換電路ADS7042、電阻R21、電容C12、輸入端input5和輸出端output6；所述輸入端input5分別連接所述輸出端output5和所述運算放大器OPA835的反相輸入端；所述運算放大器OPA835的同相輸入端連接其輸出端，其輸出端通過電阻R21連接所述模數(shù)轉換電路ADS7042的AINP端；所述AINP端還通過電容C12連接接地端；所述ADS7042的AINM端連接接地端，其SDO端通過所述輸出端output6連接所述單片機；所述單片機為TM4C129LNCZAD。

所述放大電路簡單，且增益高，信噪比高，可實現(xiàn)小信號的放大。

所述低通濾波器濾出了高頻噪聲，保留的低頻信號完整，信號無失真。

上述的放大電路、鎖相環(huán)電路、低通濾波器取得了監(jiān)測內阻所需的相位信息。鎖相環(huán)電路是監(jiān)測內阻技術的重點和難點。本系統(tǒng)采用精度較高、性能穩(wěn)定、結構簡單等優(yōu)點。在處理信號時，將平衡調制解調、相位監(jiān)測、同步檢測、積分監(jiān)測、乘法器、鎖相與放大等功能集成在一塊芯片中，避免了重復的設計，同時大大簡化了使用鎖相環(huán)測量輸入信號的流程。

信號在經過A/D轉換前，需要進行信號調理，否則A/D模塊將會無法正確識別出輸入信號，大大影響系統(tǒng)的準確性。此外，進入單片機的信號需要被限制到0~3.3V，以保證單片機安全正常的工作。

正弦信號發(fā)生器產生信號發(fā)送給電動汽車操縱系統(tǒng)，然后，通過放大電路獲取反饋信號，并放大發(fā)送給鎖相環(huán)，經低通濾波器發(fā)送給調理電路，之后經調理后的信號被發(fā)送給A/D模塊轉換為數(shù)字信號交由單片機處理。

上述實施例僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并非對本發(fā)明保護范圍的限制，但凡采用本發(fā)明的設計原理，以及在此基礎上進行非創(chuàng)造性勞動而作出的變化，均應屬于本發(fā)明的保護范圍之內。