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免费毕业论文-动车无刷直流电动机控制设计(8)

2013-05-07 18:16 出，MOs管驱动信号为单极性PWM控制，上桥臂MOs管导通期间为常开状态，下桥臂MOs管导通期间为PWM控制状态;由于设计了硬件逻辑保护电路，因此严格避免了上下桥臂同时导通的情况。由图可见，上臂驱动波形中，上升与下降的过程与电流换相有关。

图5 .5 是下桥臂功率管Q2( Q4,Q 6类似)对应位置A的触发波形。可见上桥臂功率管的导通时序与位置信号严格对应，但是由于本系统采用的是半桥调制，所以在导通期间，下桥臂进行PWM斩波控制.

5.4.2实验结论与建议
 通过实验和分析，可得到以下结论:
 (1) 本文提出的基于PIC单片机控制的电动自行车控制系统的设计方案是可行的，能实现快速、精确的调速，且系统可靠性强，调试方便。
 (2) 实验样车起动时比较平稳，在起动和运行中过载时，没有出现因大电流而损坏电子器件或电机的现象。
 (3)系统的过流保护值为10A、欠压保护值为31V，并且堵转和自检保护工作正常，运行时的面板显示部分工作正常。
 (4) 控制电路的对称半桥调制能实现电压电流波形对称，转矩脉动和开关损耗都小，是理想的调制方式进一步研究的建议:
 (1) 可采用Matlab/Simulink模块建立无刷直流电动机控制系统仿真模型，仿真数据对实际设计有重要的参考意义.
 (2) 可利用软件检测电机的反电动势，实现电机的无位置传感器控制，降低硬件成本，提高可靠性.
 (3) 可采用专用控制芯片和单片机相结合的方式实现无刷直流电机的控制，该系统会具有单片机的灵活性和专用控制芯片的稳定性双重优点.

结    论
 作为一种新能源绿色交通工具，具有零污染、高效率、低噪音特点的电动自行车必将有广阔的发展空间。本文在广泛查阅资料，深入了解无刷直流电机特性的基础上，对无刷直流电机的控制原理进行了详细的研究，设计了一款电动自行车用无刷直流电机控制器。一年来，经过多次的方案论证和软硬件设计，系统的功能和性能基本达到要求。

 本文所设计的基于PIC单片机的无刷直流电机控制器具有硬件结构简单、保护功能完善、软件采用模块化设计易于用户二次开发等特点。主要实现了如下功能:
 (1) 采用FIC16F72单片机作为主控芯片，加强了电动车的智能控制，实现了电动运行、定速运行和助力运行三种工作模式;
 (2) 安全控制电机系统，实现了系统的自检保护、欠压保护、过流保护、堵转保护;
 (3) 设计了逆变器驱动电路、硬件逻辑互锁电路和硬件过流保护电路，提高系统的可靠性;
 (4) 应用数字PI控制理论实现了系统速度的闭环控制;
 (5) 提出了一种电机的模式自识别设计方案.能够自动识别电机的换相角度、霍尔相位和电机输出相位.保证电机在接线错误的情况下可以进行自动纠正:
 (6) 系统软件采用模块化设计，为二次开发提供了非常便利的条件。
 由于时间与能力有限，本文所设计的控制系统还有待于进一步的改进，比如可采用无位置传感器的控制方法，利用软件检测电机的反电动势，从而省去位置传感器，降低硬件成本，提高可靠性;还可采用专用控制芯片和单片机相结合的方式实现无刷直流电机的控制，使系统具有更好的灵活性和稳定性。

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附录A 控制器电路图

MCU电路图
驱动电路图
附录B 控制器电路板PCB图纸

附录C 控制器实物图

附录D 电动自行车和指示面板实物图
电动自行车实物图

指示面板实物图