【正文】 dback 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。在當(dāng)前工業(yè)面臨能源問題和環(huán)境問題的巨大挑戰(zhàn)的現(xiàn)狀下，發(fā)展清潔能源，實現(xiàn)能源動力系統(tǒng)的電氣化，推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型，已經(jīng)成為當(dāng)前發(fā)展的目標(biāo) [1]。因此現(xiàn)代電機控制技術(shù)離不開功率器件 和電機控制器的發(fā)展。 電動自行車控制器的研究現(xiàn)狀及存在的問題 電動車控制器是用來控制電動自行車電機的運行、速度以及其它電子部件的核心器件，它就是電動自行車的大腦，是電動車上最重要的部件。 2. 電動自行車控制器的設(shè)計原理及硬件電 路 主要元件的選取 6 現(xiàn)在市場上大部分電動車生產(chǎn)廠商采用 Motorola 公司的 MC330xx 系列無刷直流電機專用集成控制芯片，該芯片包含了無刷電機控制系統(tǒng)必需的基本控制功能。 （ 2） 速度調(diào)節(jié)范圍寬，可以全功率運行在任何轉(zhuǎn)速下 。隔離驅(qū)動方式需要將驅(qū)動模塊、控制模塊和主電路分開，以免引起干擾造成整體電路不穩(wěn)定。系統(tǒng)的電流反饋控制環(huán)和速度反饋控制環(huán)的控制都是數(shù)字控制方式，都由單片機來完成。常規(guī)的電子換相是直接獲取霍爾傳感器采集得的信號進行換相控制，同時將電機速度反饋信號和手把給定的速度信號相減，得出偏差，經(jīng)過控制算法得出控制量。本電路中上橋臂開關(guān)管采用 PWM 控制，下橋臂開關(guān)管常開式。電路 運用 LM358 構(gòu)成電流比較電路，采樣電阻為一個阻值為 的康銅，經(jīng)放大 后輸出信號給數(shù)模轉(zhuǎn)換端口，之后 輸送給單片機，完成電流采樣。 15 12345J1CON55VR412KR422KR432KC41104C42104C43104VD1IN4148VD2IN4148VD3IN4148 圖 10 霍爾位 置檢測電路 轉(zhuǎn)把輸入電路 電動自行車的在行駛過程中，并不會以恒定的速度運行，有時需要加快速度，有時需要減慢速度，因此調(diào)速是電動自行車不可缺少的一個功能。 主 程序分為初始化和循環(huán)主體兩大部分。而當(dāng)檢測到的狀態(tài)為 000時，說明此時電動機還處于靜止?fàn)顟B(tài)，這時就要運行開環(huán) PWM 調(diào) 速子程序進行軟啟動，可以實現(xiàn)電機從靜止到達到一定轉(zhuǎn)速的過程。同時實時檢測電源電壓和電機相電流，假如獲取得到的檢測值超出設(shè)定值，進入相應(yīng)的保護子程序。由于沒有按照正確順序進行電子換相，換相電流難以釋放，因此該相的相電流較大。啟動完畢，電機轉(zhuǎn)速穩(wěn)定以后，轉(zhuǎn)矩基本保持穩(wěn)定。在電路設(shè)計中留有接口，為后續(xù)功能升級改進提供了方便。 本論文是在徐坤講師的悉心指導(dǎo)之下完成的。s misery, the cow told him to turn its hide into a pair of shoes after it died. The magic shoes whisked Niulang, who carried his two children in baskets strung from a shoulder pole, off on a chase after the empress. The pursuit enraged the empress, who took her hairpin and slashed it across the sky creating the Milky Way which separated husband from wife. But all was not lost as magpies, moved by their love and devotion, formed a bridge across the Milky Way to reunite the family. Even the Jade Emperor was touched, and allowed Niulang and Zhinu to meet once a year on the seventh night of the seventh month. This is how Qixi came to be. The festival can be traced back to the Han Dynasty (206 BCAD 220). Traditionally, people would look up at the sky and find a bright star in the constellation Aquila as well as the star Vega, which are identified as Niulang and Zhinu. The two stars shine on opposite sides of the Milky Way. Customs In bygone days, Qixi was not only a special day for lovers, but also for girls. It is also known as the Begging for Skills Festival or Daughters39。因此能否將二者的優(yōu)點加以結(jié)合成為未來研究的重點。 簡化了電路結(jié)構(gòu)，側(cè)重于軟件實現(xiàn)，降低了故障率。由圖示可以看出，在系統(tǒng)采用軟啟動時， PWM 波輸出大致呈直線上升，此時處于開環(huán)控制。在電機運行時，系統(tǒng)還對電機進行 “速度 電流 ”控制，控制器根據(jù)采樣計算判斷電機相電流與電機速度是否保持在設(shè)定范圍內(nèi)。之后根據(jù)不同狀態(tài)位進入相應(yīng)的中斷服務(wù)子程序并執(zhí)行，相關(guān)的中斷服務(wù)執(zhí)行結(jié)束后應(yīng)恢復(fù)現(xiàn)場，同時清除相應(yīng)的中斷標(biāo)志位。 系統(tǒng)整體 流程圖如圖 12 所示 。 （ 3） 無刷直流電機速度電流雙閉環(huán)控制。 PWM 波驅(qū)動無刷直流電機是依靠霍爾傳感器獲取的位置信號控制逆變器電子換流來實現(xiàn)的 。方法為：在直流繞組側(cè)接合適阻值以及功率的分流電阻，通過測量分流電阻上的電壓，可以得到直流回路中的電流值；然后對比直流電機三相繞組的各相相電壓就可以確定采樣獲取到的電流屬于哪一相。被控?zé)o刷直流電機額定工作電壓為 24V，為濾除電機工作時母線上的波紋，使母線電壓穩(wěn)定，并聯(lián)了一個大電容用來濾波?？刂齐娐穼崿F(xiàn)電機的啟動、電子換相、無級調(diào)速、電子剎車制動等控制并可以對電機進行保護；驅(qū)動電路利用 IR2103S 的自舉技術(shù)驅(qū)動大功率MOSFET 管的導(dǎo)通和截止驅(qū)動電機運行；外圍功能電路做到對各種信號的采樣處理、對不同電路的供電、保護等。 PWM 脈寬調(diào)速，是指通過改變開關(guān)器件的通斷時間，來改變電樞兩端的平均電壓，調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速的方式?；魻杺鞲衅魑挥陔姍C內(nèi)部，呈 120o 分布，導(dǎo)通的次序由霍爾傳感器獲取的轉(zhuǎn)子位置信號決定。但是異步電機存在較大的銅損，運行效率低，特別是在低速運行時，效率 較低。由于控制器非常注重成本，而 DSP 和 ARM 的控制策略的理論研究還不夠成熟。在相同的條件下，驅(qū)動電路獲得方波相對比較容易，并且控制比較簡單，因此 BLDCM 的應(yīng)用要比 PMSM 廣泛的多。 目前，我國市場上電動車品種規(guī)格很多，動力多采用有刷或無刷的輪式直流電機，工作電壓為 24V／ 36V 或 48V，功率在 150W~450W 之間；蓄電池一般用的是免維護鉛酸蓄電 池，容量為 12Ah，充電時間在 3~8 小時左右，充電一次行駛里程約 50KM；車速低于 20KM／ H，爬坡能力在 12o 上下；車型有普通型和豪華型，車重約 35KG，載重量約 75KG[2]。 Electric absorption braking system 3 引言 步入二十一世紀(jì)，是呼喚綠色環(huán)保的時代，環(huán)境保護和能源問題成為最突出的兩大主題。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。 近年來，隨著電力電子技術(shù)和自動控制技術(shù)等的發(fā)展，電機的應(yīng)用也得到了快速發(fā)展。 無刷直流電動機的典型應(yīng)用一般由一臺同步電機、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成。因此，在一定時期內(nèi)這類控制器還不會大規(guī)模應(yīng)用于潛力巨大的民用市場。開關(guān)磁阻電機結(jié)構(gòu)簡單、效率高，低速運行時仍可提供很大的轉(zhuǎn)矩，且驅(qū)動器設(shè)計比較簡單；缺點主要是振動以及噪聲較大。 電機轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)過 60o電角度，逆變器就進行一次換流，定子的狀態(tài)就改變一次。 PWM 的一個優(yōu)點是從處理器到被控系統(tǒng)信號都是數(shù)字形式的，無需進行數(shù)模轉(zhuǎn)換，可將噪聲影響降到最小。系統(tǒng) 整體 框圖如圖 6 所示 。電源電路如圖 7 所示。 由于直流無刷電機本身的控制特點，方案 1 電路中最少要檢測任意兩相電流，因此至少需要兩組檢測模塊，這樣就使成本增加。 由于霍爾傳感器安裝在電機內(nèi)部，當(dāng)電機轉(zhuǎn)子運動時會產(chǎn)生抖動，同時電機的繞組電流變化也會產(chǎn)生干擾，輸出信號中會含有很多雜波，因此需要把雜波濾除。內(nèi)環(huán)為電流環(huán)，電流調(diào)節(jié)算法為 PI（比例調(diào)節(jié)和積分調(diào)節(jié)）控制算法；外環(huán)為速度環(huán)，速度調(diào)節(jié)算法采用模糊 PI 閉環(huán)控制算法。 17 圖 12 系統(tǒng)整體 流程圖 子模塊設(shè)計 位置檢測與換相子程序 轉(zhuǎn)子位置的 確定主要依靠單片機獲取來自霍爾傳感器檢測到的信號。在退出中斷服務(wù)的同時打開系統(tǒng)總中斷，為接收下一次中斷做好準(zhǔn)備。如果在相關(guān)設(shè)定范圍內(nèi)，控制器控制電機車速主要以不超過最大電流設(shè)定值為依據(jù)；如果電機相電流與電機速度超 出相關(guān)范圍時，即使得到的電機相電流遠沒有達到最大限流設(shè)定值，控制器也對是 否 檢測是否有剎車信號 減小 PWM占空比直至 0 關(guān)斷所有 MOS 管 延時 下橋 MOS 管導(dǎo)通 三路 PWM 占空比 由100%減小到 0 結(jié)束 開始 21 電機減小電流，然后再次判斷電機轉(zhuǎn)速與電機電流的相關(guān)性；如果仍然不滿足相關(guān)性要求，控制器進一步減小電流。當(dāng)軟啟動結(jié)束， PWM 波形正常。增加了多種保護功能，使電動車的可靠性大大提高，而且更加人性化。 參考文獻 [1] 唐蘇亞 .我國電動自行車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 [J].電機技術(shù) ,2021(2): 3943. 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