基于DSP的电动自行车用无刷直流电机控制系统的研究

发布时间：2017-05-09 15:23

  本文关键词：基于DSP的电动自行车用无刷直流电机控制系统的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,随着人们生活水平和环保意识的提高,电动自行车得到了日益广泛的应用。传统的直流电机一直在电动自行车驱动系统中占据主导地位,但由于其本身固有的特性,即有机械换向器和电刷从而导致电机容量有限和可靠性不高、噪音大,迫使人们探索低噪音、高效率并且大容量的驱动电机。随着电力电子技术和微控制技术的迅猛发展而成熟起来的永磁无刷直流电机具有体积小、重量轻、效率高、噪音低、容量大且可靠性高的特点,从而使其极有希望代替传统的直流电机成为电动自行车用电机的主流。 论文提出了基于DSP芯片TMS320LF2407A的永磁无刷直流电动机的控制系统设计方案。利用DSP系列芯片进行低成本、高智能无刷直流电动机控制系统的设计,能够简化系统构成、降低系统成本、增强系统性能、满足更多应用场合的需要。本文主要从以下五个方面进行了分析与研究: (1)推导永磁无刷直流电动机的主要公式,建立其数学模型,根据其调速原理确定系统的控制结构、控制技术、控制策略及控制芯片等; (2)基于Matlab/Simulink对无刷直流电动机控制系统进行系统仿真,通过对仿真结果的分析,论证控制策略的合理性:
【关键词】：电动自行车 无刷直流电机 DSP 位置传感器
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：U484
【目录】：

• 学位论文原创性声明2-3
• 摘要3-5
• ABSTRACT5-7
• 目录7-10
• 第一章 绪论10-19
• 1.1 课题的背景和意义10-11
• 1.2 国内外电动车研究现状11-14
• 1.3 电动自行车驱动控制的相关技术14-17
• 1.4 本课题的研究内容与论文安排17-18
• 1.5 本章小结18-19
• 第二章 控制原理与方案确定19-38
• 2.1 电动自行车用驱动电机的分析19-28
• 2.1.1 基本系统构成19-20
• 2.1.2 基本工作原理20-22
• 2.1.3 三相无刷直流电机星形连接全桥驱动原理22-24
• 2.1.4 三相无刷直流电机的数学模型24-26
• 2.1.5 运行特性26-28
• 2.1.6 调速原理28
• 2.2 系统方案确定28-37
• 2.2.1 控制结构28-29
• 2.2.2 控制技术29-32
• 2.2.3 控制策略32-34
• 2.2.4 控制芯片34-36
• 2.2.5 位置传感器36-37
• 2.3 本章小结37-38
• 第三章 无刷直流电机控制系统仿真分析38-47
• 3.1 基于MATLAB／SIMULINK的BLDCM系统模型的建立38-43
• 3.1.1 BLDCM本体模块40-41
• 3.1.2 速度控制模块41
• 3.1.3 换相逻辑模块41-42
• 3.1.4 电流环PID控制模块42
• 3.1.5 逆变器模块42-43
• 3.2 PID参数的选取43
• 3.3 仿真结果43-46
• 3.4 本章小结46-47
• 第四章 电机控制系统的硬件电路设计47-60
• 4.1 系统总体方案设计47-48
• 4.2 电机专用控制芯片TMS320LF2407A介绍48-51
• 4.2.1 TMS320LF2407A系统结构48-49
• 4.2.2 TMS320LF2407A电机控制系统的反馈环节49-50
• 4.2.3 TMS320LF2407A电机控制系统的驱动环节50-51
• 4.3 驱动部分电路的设计51-52
• 4.3.1 主电路51
• 4.3.2 主电路的驱动51-52
• 4.4 控制部分电路的设计52-58
• 4.4.1 电源电路53-54
• 4.4.2 DSP主控单元54-55
• 4.4.3 位置信号和速度信号采样电路55-56
• 4.4.4 电流的采样电路56-57
• 4.4.5 电机的调速电路57-58
• 4.5 保护电路的设计58-59
• 4.5.1 过流保护58
• 4.5.2 欠压保护58-59
• 4.5.3 光耦隔离59
• 4.6 本章小结59-60
• 第五章 系统软件设计60-73
• 5.1 软件开发环境的介绍60
• 5.2 整体设计论述60-61
• 5.3 软件各模块的详细介绍61-72
• 5.3.1 初始化模块61-64
• 5.3.2 电机起动模块64-65
• 5.3.3 霍尔信号中断捕获模块65-68
• 5.3.4 换相模块68-69
• 5.3.5 A／D中断服务模块69-72
• 5.4 程序总体整合与调试72
• 5.5 本章小结72-73
• 第六章 系统的调试与分析73-78
• 6.1 系统硬件部分调试73
• 6.1.1 系统主驱动电路的调试73
• 6.1.2 霍尔传感器位置信号的调试73
• 6.2 系统软件部分的调试73-74
• 6.2.1 电流环的调试74
• 6.2.2 速度环的调试74
• 6.2.3 位置环的调试74
• 6.3 系统运行分析74-77
• 6.4 本章小结77-78
• 第七章 总结与展望78-80
• 7.1 总结78
• 7.2 今后的工作与展望78-80
• 参考文献：80-84
• 附录1：84-86
• 附录2：86-87
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文87-88
• 致谢88

【引证文献】

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中国硕士学位论文全文数据库 前10条

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8 殷云华;基于DSP的无刷直流电机控制系统设计和仿真研究[D];中北大学;2007年

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本文编号：352763