基于STM32无刷直流电动车控制器的研究

发布时间：2017-07-15 07:26

  本文关键词：基于STM32无刷直流电动车控制器的研究

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【摘要】：无刷电机相较于有刷电机,其工作效率和性能都有了明显的提高,主要表现在控制性能好、调速范围广、启动转矩大、输出效率高等方面。近年来,电动车在人们的生活中的使用已经十分广泛,因此,设计出一款性能优越的无刷直流电动车控制器是非常有意义的。本文简要地分析了无刷直流电动车控制器的组成部分,介绍了无刷直流电机运转的原理,着重地介绍了无刷直流硬件系统的搭建和软件设计。主控芯片采用ST意法半导体公司生产的STM32系列的单片机,研制了一款性价比高的电动自行车控制器。论文的主要研究内容如下:(1)对比了多款控制器的电路和结构设计,并以无刷直流控制器为核心,完成了控制器外围电路的搭建.同时对比多种方案,完成电路的优化工作。(2)在大功率的控制器应用范围内,较以往的采样电阻反馈电流的方式不同,提出了一种新型的MOSFET内阻采样的新思想,并完成电路的设计与测试工作。(3)建立了STM32开发环境,将系统中涉及到的外设分成相关的模块,完成程序的设计。对于无刷直流电机运转过程中存在的转矩问题进行了处理,通过对相电流波形的测试,验证了此方案的可行性。(4)系统调试完成后,对控制器性能进行测试,分析工程应用中存在的实际问题。最终,完成整车的装配工作,并进行骑行测试,确保整个方案是可行的。
【关键词】：无刷直流电机 电动自行车 硬件电路 MOSFET内阻采样
【学位授予单位】：南京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U484
【目录】：

• 致谢3-4
• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-12
• 1.1 发展电动车的意义8
• 1.2 电动车发展的国内外现状8-9
• 1.3 本文研究内容9-11
• 1.4 文章总体结构11-12
• 第二章 无刷直流电机的驱动原理及控制器的发展12-20
• 2.1 无刷直流电机的构造12-15
• 2.1.1 电机本体12-13
• 2.1.2 传感器的分类13-15
• 2.1.3 电子开关管的选择15
• 2.2 无刷直流电机驱动的基本原理15-17
• 2.3 无刷直流电机控制器的方案的确定17-18
• 2.4 本系统的控制方式以及PWM调速原理18-20
• 第三章 硬件电路的设计20-35
• 3.1 硬件电路的框架设计20
• 3.2 系统电源电路的设计20-23
• 3.3 大灯模块电路的设计23-25
• 3.4 MOSFET驱动电路的设计25-26
• 3.5 电源防反接电路26-27
• 3.6 霍尔传感器接口电路27-28
• 3.7 调速与刹车电路28-29
• 3.8 通讯电路29
• 3.9 电流反馈电路和过流保护电路29-33
• 3.10 芯片接口电路33-35
• 第四章 软件设计35-46
• 4.1 概述35
• 4.2 STM32外设初始化35-39
• 4.3 电机“软启动”的处理39-41
• 4.4 霍尔传感器换相程序41
• 4.5 TIM1 六路 PWM 波设置41-45
• 4.6 本章总结45-46
• 第五章 系统调试46-52
• 5.1 控制器软硬件调试分析46-50
• 5.2 整车的装配以及温度老化试验的测试50-51
• 5.3 本章小结51-52
• 第六章 总结与展望52-54
• 6.1 总结52
• 6.2 展望52-54
• 参考文献54-56
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文56-57

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 张晓峰,胡庆波,吕征宇;基于BUCK变换器的无刷直流电机转矩脉动抑制方法[J];电工技术学报;2005年09期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 韦鲲;永磁无刷直流电机电磁转矩脉动抑制技术的研究[D];浙江大学;2005年

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 魏再平;基于STM32的电动摩托车无刷直流电机控制器[D];西华大学;2011年

2 杨红伟;基于BLDCM的电动车用控制器的研究与设计[D];武汉理工大学;2008年

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本文编号：542959