【正文】 專(zhuān)業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化 學(xué)號(hào)： Hebei Normal University of Science amp。 Technology本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 題 目： 電動(dòng)自行車(chē)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 院（系、部）： 機(jī)電工程學(xué)院 學(xué) 生 姓 名： 指 導(dǎo) 教 師： 職 稱(chēng) 2012年 5 月 22 日河北科技師范學(xué)院教務(wù)處制 學(xué) 術(shù) 聲 明本人呈交的學(xué)位論文，是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果，所有數(shù)據(jù)、圖片資料真實(shí)可靠。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本學(xué)位論文的研究成果不包含他人享有著作權(quán)的內(nèi)容。對(duì)本論文所涉及的研究工作做出貢獻(xiàn)的其他個(gè)人和集體，均已在文中以明確的方式標(biāo)明。本學(xué)位論文的知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸屬于河北科技師范學(xué)院。本人簽名： 日期： 指導(dǎo)教師簽名： 日期： 摘 要目前電動(dòng)車(chē)中使用的電動(dòng)機(jī)一般有直流電動(dòng)機(jī)、感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)以及永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)等。無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)是一種新型的調(diào)速系統(tǒng)，具有良好的運(yùn)行、控制及經(jīng)濟(jì)性能，有著巨大的發(fā)展?jié)摿Αo(wú)刷直流電機(jī)是利用電子換相替代機(jī)械換相和電刷，既具有直流電動(dòng)機(jī)良好的調(diào)速性能，又具有交流電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，在眾多領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。單片機(jī)控制的調(diào)速系統(tǒng)是電動(dòng)自行車(chē)的控制核心，與無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)共同構(gòu)成電動(dòng)自行車(chē)的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)適用于電動(dòng)自行車(chē)等小功率的工作情況，本文在對(duì)電動(dòng)自行車(chē)調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行深入分析的基礎(chǔ)上，迎合市場(chǎng)對(duì)電動(dòng)自行車(chē)的新需求，討論并設(shè)計(jì)了價(jià)格低廉且具有轉(zhuǎn)速檢測(cè)、速度顯示，聲光報(bào)警等新型實(shí)用功能的電動(dòng)自行車(chē)調(diào)速系統(tǒng)。系統(tǒng)各個(gè)部分的控制電路基于ATMEL公司的AVR系列ATmega88單片機(jī)。根據(jù)永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的特性實(shí)施單極PWM脈寬調(diào)制，并通過(guò)位置傳感器的輸出情況控制電機(jī)換相，同時(shí)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速檢測(cè)，并通過(guò)液晶顯示器顯示轉(zhuǎn)速。通過(guò)軟硬件的配合，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。主要工作如下:硬件部分包括電源電路、MOSFET驅(qū)動(dòng)電路、轉(zhuǎn)速及位置檢測(cè)電路、PWM控制電路、電流檢測(cè)電路、速度給定及顯示電路、照明電路、保護(hù)電路等。軟件部分采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，給出了各模塊的程序流程圖。關(guān)鍵詞： 無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)；脈寬調(diào)制；ATmega88單片機(jī)；位置傳感器AbstractBrushless DC motor (BLDCM) is a new type of motor that gets much popularity in the past few years. It bines the characteristics of AC motor and DC motor. Therefore, it has excellent timing capability, high efficiency, simple configuration, reliable operation, and can be controlled and maintained easily. BLDCM has been widely using in various fields. SCM control of speed control system of electric bicycle is the control core, and brushless DC motor is posed of electric bicycle drive system.permanent magnet brushless DC motor speed control system used in electric bicycles and other lowpower work, Based on the electric bicycle speed control system based on the thorough analysis, to meet the new demands of market for electric bicycles, discussing and designing of low prices and with speed detection, speed display utility function, the sound and light alarm of the electric bicycle drive system. Various parts of the system control circuit based on ATMEL39。s AVR series ATmega88 mcu. According to the permanent magnet brushless DC motor unipolar pulse width modulation characteristics of PWM implementation, and through the position sensor so that the motor mutation, and indirect realization of speed testing, and through digital tube display speed, through hardware and software support, realize the whole system design requirements. The main work is as follows: the hardware part prises a power circuit, drive circuit for MOSFET, PWM control circuit, current detection, speed and display circuit, Lighting circuit , and protection circuit . The software part adopts the module structure, draw the module flow chart of program design and introduces the software design considerations, is a kind of high performance brushless DC motor speed control system design.Keywords:Brushless DC motorpulse width modulation ATmega88 。 position sensor目 錄摘 要 IAbstract I引言 21無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及原理 32系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)及工作原理 43控制系統(tǒng)硬件電路 5 單片機(jī) 5 轉(zhuǎn)子位置及轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路 7 轉(zhuǎn)速控制方法 8 全橋逆變及功率驅(qū)動(dòng)電路 9 電壓檢測(cè)及欠壓保護(hù)電路 12 電流檢測(cè)及過(guò)流保護(hù)電路 12 轉(zhuǎn)速給定電路 13 電源電路 14 速度、報(bào)警顯示電路 15 照明電路 16 欠壓、過(guò)流報(bào)警電路 16 剎車(chē)電路 174 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 17 系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì) 17 電子換相程序設(shè)計(jì) 18 速度和電流控制子程序 19 AD轉(zhuǎn)換采樣程序設(shè)計(jì) 20 語(yǔ)音報(bào)警程序設(shè)計(jì) 20 21參考文獻(xiàn) 21致謝 22引言隨著城市外延的擴(kuò)大，交通機(jī)動(dòng)化的需求不斷增加，交通工具便利與否左右著人們的活動(dòng)空間。電動(dòng)自行車(chē)由于輕便、快捷、價(jià)位等優(yōu)勢(shì)異軍突起，日益成為自行車(chē)交通工具使用者的一種理想的并廣受歡迎的個(gè)人交通工具。由于電動(dòng)自行車(chē)自身所具有的優(yōu)點(diǎn)和近幾年來(lái)行業(yè)內(nèi)技術(shù)的不斷進(jìn)步，決定了其將會(huì)有較為廣闊的市場(chǎng)前景，尤其在中國(guó)這個(gè)人口大國(guó)，更是有它的用武之地。依靠科技進(jìn)步，發(fā)展電動(dòng)自行車(chē)，對(duì)抑制石油漲價(jià)，支持國(guó)家能源發(fā)展戰(zhàn)略，降低環(huán)境污染。促進(jìn)人與地球的和諧發(fā)展，方便尋常百姓出行，緩解城市交通擁堵，都具有重要的歷史意義和現(xiàn)實(shí)意義[1]。目前電動(dòng)車(chē)中使用的電動(dòng)機(jī)一般有直流電動(dòng)機(jī)、感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)以及永磁無(wú)刷電動(dòng)機(jī)等。雖然直流電機(jī)不如交流電機(jī)那樣結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、制造方便、容易維護(hù)，但是它具有良好的調(diào)速特性，速度控制容易，良好的起、制動(dòng)性能，寬廣的調(diào)速?lài)?，且在寬范圍?nèi)平滑調(diào)速等特點(diǎn)，宜于在廣泛的范圍內(nèi)平滑調(diào)速。長(zhǎng)期以來(lái)在要求調(diào)速的地方，特別