【正文】 圖6 系統(tǒng)整體框圖直流電源通過大功率MOSFET管構(gòu)成的逆變橋向無刷直流電機(jī)供電，在每一次采樣周期開始時(shí)，單片機(jī)先根據(jù)霍爾傳感器獲取的位置信息判斷系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，若處于靜止?fàn)顟B(tài)則用軟件開環(huán)軟起動(dòng)，當(dāng)速度達(dá)到一定值后切換到閉環(huán)調(diào)節(jié)狀態(tài)。雙閉環(huán)調(diào)速原理圖如圖5所示。為了抑制干擾的影響，電流調(diào)節(jié)環(huán)的等效時(shí)間常數(shù)設(shè)置較小，使系統(tǒng)在受到干擾時(shí)能迅速反應(yīng)，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗干擾能力得到提高。內(nèi)環(huán)為電流回饋環(huán)，對(duì)速度控制電路的輸出電流設(shè)定值與經(jīng)采樣電阻采樣放大轉(zhuǎn)換得到的電流值，通過合適的算法，計(jì)算出對(duì)應(yīng)的PWM波，從而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的閉環(huán)調(diào)速控制。電機(jī)通過霍爾位置傳感器獲取轉(zhuǎn)子的位置信息并送給控制器，控制器對(duì)位置信號(hào)進(jìn)行邏輯綜合，輸出PWM波來控制開關(guān)管的導(dǎo)通和截止，驅(qū)動(dòng)電機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行。脈沖寬度調(diào)制屬于模擬控制方式，是根據(jù)相應(yīng)載荷的不同來調(diào)制MOS管柵極的偏置量，來改變MOS管導(dǎo)通時(shí)間的。IR公司生產(chǎn)的IR2103S驅(qū)動(dòng)器，同時(shí)具備光耦隔離和電磁隔離的優(yōu)點(diǎn)。光電隔離電路占用空間小，構(gòu)造簡單，但共模抑制能力不強(qiáng)，傳輸速度較慢。以Ha，Hb，Hc表示電機(jī)內(nèi)部的霍爾位置傳感器，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)霍爾傳感器信號(hào)電平、導(dǎo)通的功率開關(guān)器件和繞組的導(dǎo)通相之間的關(guān)系如表1所示。根據(jù)單片機(jī)輸出的邏輯信號(hào)，T1~T6會(huì)順序?qū)ê完P(guān)斷，從而驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。因此無刷直流電機(jī)是比較理想的電動(dòng)車輛驅(qū)動(dòng)部件。（4）過載能力強(qiáng)，制動(dòng)效果好。無刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)子為永磁體，用定子繞組換相代替機(jī)械電刷換相，用霍爾傳感器檢測轉(zhuǎn)子位置信息。AT89S52引腳排列如圖1所示。 AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32 位I/O 口線，看門狗定時(shí)器，2個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。 控制芯片的選取AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。數(shù)?；旌峡刂葡到y(tǒng)和全數(shù)字控制系統(tǒng)采用數(shù)字電路和單片機(jī)組成硬件系統(tǒng)，控制由主要依靠硬件實(shí)現(xiàn)偏向由軟件實(shí)現(xiàn)，控制比較靈活、功能方便擴(kuò)展且易實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制算法。未來應(yīng)用DSP作為電動(dòng)車控制器的主控芯片是一種勢不可擋的趨勢。由專用集成電路為核心的控制系統(tǒng)采用無刷直流電機(jī)專用控制集成芯片如MC3303MC33035為主要控制器件，這樣可以有效減輕分立元件帶來的參數(shù)漂移的危害，而且使控制電路的總體體積減小、可靠性提高，但是這類控制器一旦成型，后續(xù)功能往往難以擴(kuò)展，升級(jí)不便。電動(dòng)車控制器從結(jié)構(gòu)上可以分兩種：分離式和整體式。中小型電機(jī)的逆變器一般由晶體管組成；大型電機(jī)的逆變器通常采用晶閘管構(gòu)成，稱為晶閘管電動(dòng)機(jī)。根據(jù)流入定子繞組的激勵(lì)電流波形的不同來劃分，直流無刷電機(jī)可以分為方波直流電機(jī)（BLDCM）和正弦波直流電機(jī)（PMSM）。以電子換相取代機(jī)械換相的無刷電機(jī)克服了機(jī)械換相帶來的缺點(diǎn)，得到了廣泛應(yīng)用和快速發(fā)展[3]。1978年MAC的無刷直流電機(jī)及其相應(yīng)驅(qū)動(dòng)器的出現(xiàn)使無刷直流電機(jī)開始真正進(jìn)入實(shí)用階段。由于不斷地改進(jìn)技術(shù)，電機(jī)的控制變得更加靈活，效率也更逐漸提高。我國有廣泛的人口資源，在小城市以及鄉(xiāng)鎮(zhèn)大部分人都以自行車代步，電動(dòng)車的市場潛力十分巨大。1. 現(xiàn)狀及存在問題 電動(dòng)自行車的現(xiàn)狀近幾年來，電動(dòng)車以環(huán)保、低能耗的特點(diǎn)，成為短距離出行的最好交通選擇。電動(dòng)車的發(fā)展進(jìn)入關(guān)鍵時(shí)期，機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存。從環(huán)境保護(hù)角度講，石油的使用造成的大氣污染不斷加重。 Brushless direct current motor。由霍爾傳感器采集的信號(hào)計(jì)算出轉(zhuǎn)速，單片機(jī)通過PWM方式實(shí)現(xiàn)速度閉環(huán)控制；同時(shí)對(duì)電機(jī)相電流采樣進(jìn)行電流閉環(huán)控制；組成“速度電流”雙閉環(huán)控制系統(tǒng)。本人完全了解有關(guān)保障、使用畢業(yè)論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向有關(guān)畢業(yè)論文管理機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。論文題目：電動(dòng)自行車控制器的設(shè)計(jì)作者單位：作者簽名： （學(xué)號(hào)： 年 月 日 目 錄摘要 1引言 2 2 2 3 4 5 5 8 10 113. 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 15 15 16 20 21 23參考文獻(xiàn) 24致謝 25電動(dòng)自行車控制器的設(shè)計(jì)摘 要：針對(duì)目前電動(dòng)自行車控制器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、可靠性低、難以維護(hù)以及不易升級(jí)拓展的缺點(diǎn)，本設(shè)計(jì)提出了基于AT89S52單片機(jī)為主控芯片的無刷直流電機(jī)控制的設(shè)計(jì)方案。關(guān)鍵詞：單片機(jī)；無刷直流電動(dòng)機(jī)；雙閉環(huán)控制；柔性電子剎車Design of Electric Bicycle ControllerAbstract: This paper points at the disadvantages of electric bicycle controller of plicated structure, low reliability, difficult maintenance, hard to upgrade and expand currently. This design puts forward a project based on AT89S52 single chip microputer as the main control chip of brushless DC motor control. Speed is calculated by the signal acquisition hall sensor. The MCU acplishes speed closedloop control by the way of PWM, at the same time with sampling the motor phase current to plete current closedloop control. Double closed loop control system of speed and current is achieved. According to the energy feedback braking principle realize flexible electronic brake by using the characteristic of electronic mutation of brushless system. Combined with the programming algorithm efficient simplifies the system structure, reduces the system cost, enhances the system performance, and enhance the ride fort, which can meet the requirements of different application occasions.Keywords: MCU。隨著工業(yè)的飛速發(fā)展，人民生活水平的提高，汽車的使用越來越普及，石油資源嚴(yán)重匱乏。目前，我國已出臺(tái)許多優(yōu)惠政策，扶持并引導(dǎo)電動(dòng)車行業(yè)的快速健康發(fā)展。為此發(fā)展電動(dòng)車輛無疑是未來發(fā)展的必然趨勢，也符合綠色環(huán)保的需求。與發(fā)達(dá)國家相比，我國電動(dòng)車的研究起步較晚，因此技術(shù)相對(duì)落后。近年來，隨著電力電子技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)等的發(fā)展，電機(jī)的應(yīng)用也得到了快速發(fā)展。 無刷直流電動(dòng)機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀1955年美國D．Harrison等人首次申請(qǐng)了用晶體管換相電路代替機(jī)械電刷的專利標(biāo)志著無刷電動(dòng)機(jī)的誕生。無刷直流電機(jī)在運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域受到廣泛的應(yīng)用得益于其優(yōu)良的轉(zhuǎn)矩特性，以往的直流電動(dòng)機(jī)由于沒有電刷而需要機(jī)械換相，造成可靠性較低，而且電刷容易出現(xiàn)問題需要經(jīng)常維護(hù)；在換相時(shí)會(huì)產(chǎn)生電磁間干擾，噪聲較大，從而影響了普通直流電機(jī)在自動(dòng)控制系統(tǒng)中的發(fā)展應(yīng)用。與有刷直流電機(jī)不同，無刷直流電機(jī)的電樞為定子繞組，勵(lì)磁繞組被永磁材料所取代。無刷直流電動(dòng)機(jī)的典型應(yīng)用一般由一臺(tái)同步電機(jī)、一組轉(zhuǎn)子位置檢測器和一套受位置檢測器控制的逆變器組