【正文】 。再對(duì)MOSFET驅(qū)動(dòng)芯片IR2103的選用，進(jìn)行進(jìn)一步的分析，測(cè)試，得到相應(yīng)的邏輯圖，以及波形圖。設(shè)置直流電源模塊，只能采用電池形式的供電方式。調(diào)速和剎車輸入模塊實(shí)現(xiàn)電機(jī)的調(diào)速輸入，其實(shí)現(xiàn)方式為輸出通過輸出電位器的電壓變化來表示此時(shí)電機(jī)輸出速度應(yīng)做的增減調(diào)整。 電源電路輸出三路電壓,分別是+48V電壓、++5V電壓。電源電壓檢測(cè)信號(hào)處理部分,電流檢測(cè)信號(hào):檢測(cè)就是采用電阻R45來實(shí)現(xiàn)和處理:LM358帶兩個(gè)放大器，其中U1A作比較器,使單片機(jī)做過流保護(hù)的相關(guān)工作.霍爾位置傳感器信號(hào)處理:采用的是OC門輸出的形式。調(diào)速信號(hào)處理:采用電阻式電位器控制，剎車制動(dòng)信號(hào)處理。PIC16F72單片機(jī)輸入信號(hào)處理與控制信號(hào)輸出部分的處理:最小系統(tǒng)模塊,功能模塊等處理。三相驅(qū)動(dòng)信號(hào)預(yù)處理部分，MOSFET驅(qū)動(dòng)處理?？刂破鞯某绦蛟O(shè)計(jì)：完成電機(jī)換相功能、調(diào)速功能、剎車功能、限流保護(hù)功能、過流保護(hù)功能和欠壓保護(hù)功能。5. 系統(tǒng)調(diào)制與實(shí)驗(yàn)結(jié)論 系統(tǒng)硬件調(diào)試硬件電路的安裝與調(diào)試過程應(yīng)按照模塊進(jìn)行，安裝和測(cè)試步驟為:相對(duì)15V電源部分，測(cè)試輸出電壓，為36V15V=21V。振蕩電路,測(cè)試無負(fù)載狀態(tài)下輸出為50V左右。a相頂端驅(qū)動(dòng)電路，測(cè)試a相頂端驅(qū)動(dòng)輸出。b相頂端驅(qū)動(dòng)電路，測(cè)試b相頂端驅(qū)動(dòng)輸出。c相頂端驅(qū)動(dòng)電路，測(cè)試c相頂端驅(qū)動(dòng)輸出。安裝+12V電源部分，測(cè)試輸出電壓。安裝LM339和NE555驅(qū)動(dòng)輸出部分元件。安裝+5V電源部分，測(cè)試輸出電壓。安裝場(chǎng)效應(yīng)驅(qū)動(dòng)器件。完成上述模塊安裝與測(cè)試后，進(jìn)行整機(jī)調(diào)試，整機(jī)加電后，進(jìn)行整機(jī)靜態(tài)調(diào)試，用于觀察待機(jī)狀態(tài)下的穩(wěn)定性，其中主要觀察各個(gè)場(chǎng)效應(yīng)器件有無發(fā)熱、三端電壓調(diào)整器件的發(fā)熱狀況，當(dāng)發(fā)熱嚴(yán)重時(shí)，在不提升輸出電壓前提下，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)減小分流電阻的阻值，由分流電阻來提供一定的電流。當(dāng)分流電阻發(fā)熱嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)選擇更大功率的電阻，提高電路穩(wěn)定性。動(dòng)態(tài)調(diào)試過程 ，主要測(cè)試傳感器的輸入和場(chǎng)效應(yīng)器件的輸出狀態(tài)，場(chǎng)效應(yīng)器件應(yīng)與傳感器的輸入邏輯相對(duì)應(yīng)。當(dāng)換相精確時(shí)，從示波器上觀察，傳感器輸入不會(huì)受到PWM信號(hào)的干擾，否則應(yīng)從軟件上作調(diào)整。整機(jī)動(dòng)態(tài)調(diào)試過程中，電源器件發(fā)熱量較靜態(tài)調(diào)試時(shí)會(huì)有增加。動(dòng)態(tài)調(diào)試應(yīng)觀察各個(gè)器件有無不穩(wěn)定狀況發(fā)生，尤其是a,b,c三相場(chǎng)效應(yīng)驅(qū)動(dòng)器件的發(fā)熱情況，應(yīng)當(dāng)不存在個(gè)別器件嚴(yán)重發(fā)熱的情況。對(duì)于控制器整體，發(fā)熱器件主要集中在場(chǎng)效應(yīng)器件和三端穩(wěn)壓器件上。當(dāng)溫度上升時(shí)，MOSFET管的性能下降很快，例如MOSFET管參數(shù)耐流值Id，在25℃時(shí)為60A,當(dāng)溫度為100℃時(shí)為42A，而MOSFET管在大電流下溫度上升速度也是很快的。所以在測(cè)試和運(yùn)行情況下，必須加散熱片和絕緣片，并采取加入硅膠、對(duì)于三端電壓調(diào)整器件和分流電阻，發(fā)熱量非常大的，應(yīng)該作散熱和絕緣處理。場(chǎng)效應(yīng)器件的開關(guān)效應(yīng)對(duì)于系統(tǒng)供電會(huì)有較大的影響，除了基本的穩(wěn)壓濾波電路外，在本設(shè)計(jì)中采用了雙36V電源設(shè)計(jì)，驅(qū)動(dòng)部分使用一路電源，微控制部分使用另一路電源，從而避免驅(qū)動(dòng)部分造成的線上壓降對(duì)微控制器造成影響。 系統(tǒng)軟件調(diào)試由Microchip公司推出的MPLAB集成開發(fā)環(huán)境(ME)是綜合的編譯器、項(xiàng)目管理器和設(shè)計(jì)平臺(tái)，適用于使用Microchip的PIC系列單片機(jī)進(jìn)行嵌入式設(shè)計(jì)的應(yīng)用開發(fā)。首先，在仿真環(huán)境中通過輸入源程序、編譯、修正、單步執(zhí)行、斷點(diǎn)執(zhí)行、全速執(zhí)行等過程觀察程序執(zhí)行到指定位置的結(jié)果，將軟件的邏輯結(jié)構(gòu)調(diào)試正確。接著，調(diào)試面板顯示模塊，只有正確的顯示，才能夠明確后續(xù)調(diào)試過程的正確與否。其次，調(diào)試模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊。調(diào)模數(shù)轉(zhuǎn)換子程序時(shí)，要對(duì)每個(gè)通道逐一調(diào)試。先調(diào)試0號(hào)通道:將通道號(hào)置為0，并給0號(hào)通道的入口接上穩(wěn)壓源，電壓在0—5V之間。調(diào)用模數(shù)轉(zhuǎn)換子程序，在寄存器中讀出轉(zhuǎn)換結(jié)果，并與理論值比較，判斷轉(zhuǎn)換結(jié)果是否準(zhǔn)確。對(duì)其余通道的調(diào)試方法與0好通道的調(diào)法相同，調(diào)試中發(fā)現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換有時(shí)不準(zhǔn)確，因此延長(zhǎng)轉(zhuǎn)換的等待時(shí)間，問題得以解決。調(diào)試中發(fā)現(xiàn)點(diǎn)亮指示燈不隨采集的電壓信號(hào)改變，后發(fā)現(xiàn)是電壓等級(jí)定義的不正確。調(diào)試PWM輸出模塊時(shí)，用示波器觀察CCP模塊輸出是佛正確，然后調(diào)試INT中斷，試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)首次模式轉(zhuǎn)換時(shí)會(huì)有問題，電動(dòng)模式轉(zhuǎn)換到定速模式或主力模式不定，延長(zhǎng)從電動(dòng)模式轉(zhuǎn)換到定速模式所要求的時(shí)間，問題解決，加上剎車信號(hào)，當(dāng)在定速模式下按下剎車時(shí)，燈全亮正確，但當(dāng)剎車解除時(shí)，仍顯示為定速模式，而此時(shí)觀察寄存器已轉(zhuǎn)為電動(dòng)模式，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)是由于顯示更新不及時(shí)照成，在此處調(diào)用顯示子程序。調(diào)式電動(dòng)或定時(shí)模式，確定轉(zhuǎn)把給定值與轉(zhuǎn)速的關(guān)系。調(diào)試中發(fā)現(xiàn)有時(shí)在沒有給定轉(zhuǎn)把電壓的情況下，電機(jī)發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)應(yīng)在初始化中對(duì)脈寬值清零。 MPLAB集成環(huán)境 實(shí)驗(yàn)結(jié)論與建議通過實(shí)驗(yàn)和分析，可得到以下結(jié)論:(1) 本文提出的基于PIC單片機(jī)控制的電動(dòng)自行車控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案是可行的，能實(shí)現(xiàn)快速、精確的調(diào)速，且系統(tǒng)可靠性強(qiáng)，調(diào)試方便。(2) 實(shí)驗(yàn)樣車起動(dòng)時(shí)比較平穩(wěn)，在起動(dòng)和運(yùn)行中過載時(shí)，沒有出現(xiàn)因大電流而損壞電子器件或電機(jī)的現(xiàn)象。(3) 系統(tǒng)的過流保護(hù)值為10A、欠壓保護(hù)值為31V，并且堵轉(zhuǎn)和自檢保護(hù)工作正常，運(yùn)行時(shí)的面板顯示部分工作正常。(4) 控制電路的對(duì)稱半橋調(diào)制能實(shí)現(xiàn)電壓電流波形對(duì)稱，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)和開關(guān)損耗都小，是理想的調(diào)制方式.進(jìn)一步研究的建議:(1) 可采用Matlab/Simulink模塊建立無刷直流電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)仿真模型，仿真數(shù)據(jù)對(duì)實(shí)際設(shè)計(jì)有重要的參考意義。(2) 可利用軟件檢測(cè)電機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的無位置傳感器控制，降低硬件成本，提高可靠性。(3) 可采用專用控制芯片和單片機(jī)相結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)無刷直流電機(jī)的控制，該系統(tǒng)會(huì)具有單片機(jī)的靈活性和專用控制芯片的穩(wěn)定性雙重優(yōu)點(diǎn)。 第六章 總 結(jié)本文通過廣泛查閱資料，在深入了解無刷直流電機(jī)的基礎(chǔ)上，通過對(duì)無刷直流電機(jī)性能、控制原理的分析，設(shè)計(jì)了一款簡(jiǎn)單的，用PIC單片機(jī)控制的電動(dòng)自行車車用無刷直流電機(jī)控制器。電動(dòng)自行車作為一種新能源綠色交通工具，具有零污染、高效率、低噪音的特點(diǎn)，其有廣闊的發(fā)展空間，也是工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。無刷直流電機(jī)是一種新發(fā)展的，性能優(yōu)異的電機(jī)。把無刷電機(jī)應(yīng)用在電動(dòng)自行車中，電動(dòng)自行車一定會(huì)有很大的發(fā)展。無刷電機(jī)有許多種不同的控制方法，通過對(duì)無刷直流電機(jī)控制方法的研究，發(fā)揮無刷直流電機(jī)的優(yōu)異性能，會(huì)很大程度的促進(jìn)電動(dòng)自行車的發(fā)展。 現(xiàn)在，無刷直流電機(jī)除了有位置傳感器的，還出現(xiàn)了無位置傳感器的無刷直流電機(jī)。無位置傳感器不是利用反電動(dòng)勢(shì)來檢測(cè)位置，而是通過貼于轉(zhuǎn)子表面的非磁性導(dǎo)體材料，利用定子繞組高頻開關(guān)工作時(shí)非磁性材料的渦流效應(yīng)，使開路電壓的大小隨轉(zhuǎn)子位置變化，從而通過檢測(cè)開路相電壓來判斷轉(zhuǎn)子位置。這種無位置傳感器的無刷直流電機(jī)克服了一般位置無刷電機(jī)的啟動(dòng)和低速運(yùn)行問題，但該方法需要特殊電機(jī)，對(duì)電機(jī)的制作工藝提出了很高的要求。但不管是位置還是無位置傳感器的無刷直流電機(jī)，其都有有待解決的問題，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)就是無刷電機(jī)存在的一個(gè)主要問題。由于轉(zhuǎn)矩存在脈動(dòng)，使的無刷電機(jī)在交流伺服系統(tǒng)中的應(yīng)用受到了限制。而對(duì)于本文，經(jīng)過多次的方案論證和硬軟件的設(shè)計(jì)，初步實(shí)現(xiàn)了用PIC單片機(jī)對(duì)無刷電機(jī)PWM調(diào)速、逆變橋電流限制、剎車功能、同步整流保護(hù)等基本功能的應(yīng)用。但由于能力與時(shí)間有限，本文所設(shè)計(jì)的控制器還有待于進(jìn)一步的改進(jìn)，比如：硬件方面，由于缺乏實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的數(shù)據(jù)，所以對(duì)于硬件的設(shè)計(jì)缺乏實(shí)際數(shù)據(jù)方面的支持，這樣難免會(huì)在一些參數(shù)的選擇上存在錯(cuò)誤；軟件思路方面，由于時(shí)間緊迫，所以只是對(duì)整體的編程思路做了一個(gè)簡(jiǎn)要的概述，并沒有具體去實(shí)現(xiàn)，希望以后能邊具體實(shí)現(xiàn)，在實(shí)現(xiàn)中發(fā)現(xiàn)紕漏，再加以改正； 算法方面，由于采用的是速度開環(huán)控制，所以在不同的負(fù)載下，調(diào)速環(huán)設(shè)計(jì)的速度與電機(jī)實(shí)際的轉(zhuǎn)速是不一樣的。致 謝四年時(shí)間過得很快，轉(zhuǎn)眼已經(jīng)到了畢業(yè)，找工作的階段，在畢業(yè)前：我們能做的就是做一篇好的畢業(yè)論文，給自己的大學(xué)留下一段美好的記憶。在這次畢業(yè)論文設(shè)計(jì)中，首先要感謝我的導(dǎo)師王曉衛(wèi)老師。在校學(xué)習(xí)階段的學(xué)習(xí)，當(dāng)我每次遇到問題時(shí)，王老師不管有多忙，都會(huì)放下自己的事情，來幫我解答問題并且給我提供了大量數(shù)據(jù)資料和建議，告訴我應(yīng)該注意的細(xì)節(jié)問題，給了我無私的幫助和耐心的指導(dǎo)；從選題到查閱資料，論文提綱的確定，中期論文的修改以及后期論文和格式的修改等各個(gè)環(huán)節(jié)中都給予了我悉心的指導(dǎo)，使我受益良多，讓我在學(xué)習(xí)中成長(zhǎng)。同時(shí)，王老師對(duì)待學(xué)術(shù)嚴(yán)謹(jǐn)，對(duì)待學(xué)生平易近人，淡泊名利的精神更是深深地感染和鼓勵(lì)著我，讓我在成長(zhǎng)和生活的道路上有了明確的方向。在論文撰寫完成之際，向王老師表示誠摯的謝意，感謝老師對(duì)我的關(guān)心和照顧!感謝王曉衛(wèi)老師以及所有幫助過我順利完成論文的同學(xué)，他們對(duì)我的幫助很多，沒有他們我根本不能很好的完成。王老師為人直爽的性格和孜孜不倦的敬業(yè)精神為我樹立了人生的楷模。王老師無論是豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)還是杰出的人格魅力都為我留下了深深的印象。感謝王老師，在論文中對(duì)我的細(xì)心教誨，讓我彌補(bǔ)了自身的不足，學(xué)習(xí)到了許多書本上沒有的知識(shí)。還要感謝各位評(píng)審老師，感謝老師們對(duì)我論文的細(xì)心審閱，感謝你們給我提出的寶貴意見。感謝學(xué)校的領(lǐng)導(dǎo)、電氣學(xué)院的老師們，是你們給了我更多的經(jīng)歷和資本，讓我感受到了學(xué)生時(shí)代的緊張和充實(shí)，讓我在河南理工大學(xué)這座有著百年歷史深厚底蘊(yùn)的學(xué)府留下了終身難忘的美好回憶，衷心的謝謝你們。感謝所有同學(xué)，在這個(gè)和諧的大家庭中，我們共同學(xué)習(xí)，共同生活，共同進(jìn)步。這份真摯的情誼我會(huì)永遠(yuǎn)銘記在心。參考文獻(xiàn) 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