基于ARM的两轮自平衡车永磁电机驱动系统研究

发布时间：2017-10-21 10:30

  本文关键词：基于ARM的两轮自平衡车永磁电机驱动系统研究

  更多相关文章： 两轮自平衡车 电机驱动系统 永磁同步电机 轮毂电机

【摘要】：两轮自平衡车是一种新型清洁能源的城市代步工具,由于其操作简单、运行灵活、体型小巧等特点,得到了人们的广泛关注。两轮自平衡车是人参与的电动代步工具,人的安全是第一位的要求。电机驱动系统为两轮车提供动力,是影响其性能的关键环节。本文提出两种两轮车电机驱动系统结构。本文对两轮自平衡车系统进行如下分析:两轮车系统结构、电机驱动系统的作用与特殊性、驱动系统面对各种工况的应对策略。提出两轮车电机驱动系统的分类方式,并根据提出的分类方法,给出了两种驱动方案的结构框图和概述:应用永磁同步电机、接收速度指令的带减速箱方案;应用轮毂电机、接收转矩指令的直驱方案。本文根据两轮车应用特点提出了一种永磁同步电机驱动方案。首先通过数学建模、Matlab仿真和基于ARM的实际物理系统,设计了一个驱动36V永磁同步电机的伺服驱动器,通过实验验证了双闭环系统的性能。随后,将伺服系统移植到两轮车驱动系统上,完成并进行了不同速度、不同负载下的效率测试。为了去除减速箱降低成本,本文提出了一种轮毂电机直驱驱动方案,本文通过理论分析、仿真,分析了矢量控制控制轮毂电机的可行性,并给出了低速段电角度的估计方法。完成了轮毂电机的转矩控制,验证了方案的可行性。本文提出的应用永磁同步电机的驱动方案已经应用于实际产品中,并批量生产。提出的轮毂电机直驱驱动方案得到了可行性验证。
【关键词】：两轮自平衡车 电机驱动系统 永磁同步电机 轮毂电机
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM351
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 1 绪论11-17
• 1.1 研究背景11
• 1.2 课题内容与研究意义11-12
• 1.3 两轮自平衡车及其驱动系统的研究现状12-13
• 1.4 两轮车驱动系统分类13-15
• 1.5 本文结构15-17
• 2 两轮自平衡车控制系统中的电机驱动17-23
• 2.1 两轮自平衡车控制系统结构17-18
• 2.2 两轮车对电机驱动控制要求的特殊性18-19
• 2.3 两种面向两轮车的驱动方案19-22
• 2.4 本章小结22-23
• 3 应用永磁同步电机的两轮车驱动系统设计与实现23-49
• 3.1 永磁同步电机矢量控制与仿真23-34
• 3.2 基于ARM的永磁同步电机驱动系统34-39
• 3.3 永磁同步电机矢量控制系统双闭环实验39-43
• 3.4 两轮车驱动系统的控制策略43-45
• 3.5 应用永磁同步电机的两轮车驱动方案实现45-46
• 3.6 驱动系统效率测试实验46-48
• 3.7 本章小结48-49
• 4 应用轮毂电机的两轮车驱动方案49-55
• 4.1 轮毂电机的传统控制方案49
• 4.2 基于矢量控制的轮毂电机控制方案49-52
• 4.3 两轮车上轮毂电机的矢量控制52-54
• 4.4 本章小结54-55
• 5 总结与展望55-57
• 5.1 全文总结55
• 5.2 下一步工作展望55-57
• 致谢57-58
• 参考文献58-62
• 附录A 部分算法C语言实现62-65
• 附录B 攻读学位期间发表的学术论文65

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本文编号：1072858