電動(dòng)自行車用無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著人們生活水平和環(huán)保意識(shí)的提高，電動(dòng)自行車得到了日益廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的直流電機(jī)一直在電動(dòng)自行車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中占據(jù)主導(dǎo)地位，但由于其需要機(jī)械換相器和電刷，因而可靠性差、噪音大。無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)利用電子換相代替機(jī)械換相，克服了傳統(tǒng)直流電機(jī)存在的問(wèn)題。并且由于其具有輸出轉(zhuǎn)矩大、調(diào)速性能好、運(yùn)行可靠等一系列優(yōu)點(diǎn)，正在逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的直流電機(jī)成為電動(dòng)自行車用電機(jī)的主流。 本文從無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的基本工作原理出發(fā)，分析并建立了永磁無(wú)刷直流電

2、動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型，為設(shè)計(jì)系統(tǒng)以及仿真建模打下基礎(chǔ)。 本文選擇TI公司的DSP芯片TMS320LF2407為核心，進(jìn)行了無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。首先，介紹了TMS320LF2407芯片特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)說(shuō)明了在DSP中產(chǎn)生PWM信號(hào)的方法。之后給出了總體方案和關(guān)鍵環(huán)節(jié)的具體設(shè)計(jì)方案，其中包括無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)相電流的檢測(cè)，轉(zhuǎn)子位置的檢測(cè)，電流誤差和速度誤差的調(diào)節(jié)等。按照設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行了硬件電路設(shè)計(jì)和系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)。在硬件電路設(shè)計(jì)

3、中詳細(xì)介紹了DSP芯片外圍電路、主電路以及控制電路的設(shè)計(jì)，給出了具體元器件參數(shù)以及詳細(xì)的電路圖。根據(jù)硬件電路設(shè)計(jì)，搭建了實(shí)際電路，完成了實(shí)驗(yàn)樣機(jī)的制作。在實(shí)驗(yàn)樣機(jī)上完成了整個(gè)系統(tǒng)的硬件調(diào)試。在軟件設(shè)計(jì)中，采用模塊設(shè)計(jì)的思想，把軟件分成初始化子模塊、電機(jī)啟動(dòng)子模塊、霍爾信號(hào)捕捉子模塊、換相子模塊、A/D中斷服務(wù)子模塊五個(gè)模塊，給出了各模塊的程序流程圖，并完成了系統(tǒng)的軟件調(diào)試。在實(shí)驗(yàn)樣機(jī)上，采用PID控制策略進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中使無(wú)刷直流電