電動自行車用無刷直流電動機控制系統(tǒng)研究.pdf

1、近年來，隨著人們生活水平和環(huán)保意識的提高，電動自行車得到了日益廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的直流電機一直在電動自行車驅(qū)動系統(tǒng)中占據(jù)主導(dǎo)地位，但由于其需要機械換相器和電刷，因而可靠性差、噪音大。無刷直流電動機利用電子換相代替機械換相，克服了傳統(tǒng)直流電機存在的問題。并且由于其具有輸出轉(zhuǎn)矩大、調(diào)速性能好、運行可靠等一系列優(yōu)點，正在逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的直流電機成為電動自行車用電機的主流。 本文從無刷直流電動機的基本工作原理出發(fā)，分析并建立了永磁無刷直流電

2、動機的數(shù)學(xué)模型，為設(shè)計系統(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，進行了無刷直流電動機的控制系統(tǒng)的設(shè)計。首先，介紹了TMS320LF2407芯片特點和結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)說明了在DSP中產(chǎn)生PWM信號的方法。之后給出了總體方案和關(guān)鍵環(huán)節(jié)的具體設(shè)計方案，其中包括無刷直流電動機相電流的檢測，轉(zhuǎn)子位置的檢測，電流誤差和速度誤差的調(diào)節(jié)等。按照設(shè)計方案，進行了硬件電路設(shè)計和系統(tǒng)軟件的設(shè)計。在硬件電路設(shè)計

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，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，搭建了實際電路，完成了實驗樣機的制作。在實驗樣機上完成了整個系統(tǒng)的硬件調(diào)試。在軟件設(shè)計中，采用模塊設(shè)計的思想，把軟件分成初始化子模塊、電機啟動子模塊、霍爾信號捕捉子模塊、換相子模塊、A/D中斷服務(wù)子模塊五個模塊，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。在實驗樣機上，采用PID控制策略進行了實驗，在實驗中使無刷直流電