论文题目: 基于DSP的电动自行车用无刷直流电机控制系统的研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 机械电子工程
作者: 胡宝兴
导师: 姜伟
关键词: 电动自行车,无刷直流电机,位置传感器
文献来源: 浙江工业大学
发表年度: 2005
论文摘要: 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:
论文目录:
学位论文原创性声明
摘要
ABSTRACT
目录
第一章 绪论
1.1 课题的背景和意义
1.2 国内外电动车研究现状
1.3 电动自行车驱动控制的相关技术
1.4 本课题的研究内容与论文安排
1.5 本章小结
第二章 控制原理与方案确定
2.1 电动自行车用驱动电机的分析
2.1.1 基本系统构成
2.1.2 基本工作原理
2.1.3 三相无刷直流电机星形连接全桥驱动原理
2.1.4 三相无刷直流电机的数学模型
2.1.5 运行特性
2.1.6 调速原理
2.2 系统方案确定
2.2.1 控制结构
2.2.2 控制技术
2.2.3 控制策略
2.2.4 控制芯片
2.2.5 位置传感器
2.3 本章小结
第三章 无刷直流电机控制系统仿真分析
3.1 基于MATLAB／SIMULINK的BLDCM系统模型的建立
3.1.1 BLDCM本体模块
3.1.2 速度控制模块
3.1.3 换相逻辑模块
3.1.4 电流环PID控制模块
3.1.5 逆变器模块
3.2 PID参数的选取
3.3 仿真结果
3.4 本章小结
第四章 电机控制系统的硬件电路设计
4.1 系统总体方案设计
4.2 电机专用控制芯片TMS320LF2407A介绍
4.2.1 TMS320LF2407A系统结构
4.2.2 TMS320LF2407A电机控制系统的反馈环节
4.2.3 TMS320LF2407A电机控制系统的驱动环节
4.3 驱动部分电路的设计
4.3.1 主电路
4.3.2 主电路的驱动
4.4 控制部分电路的设计
4.4.1 电源电路
4.4.2 DSP主控单元
4.4.3 位置信号和速度信号采样电路
4.4.4 电流的采样电路
4.4.5 电机的调速电路
4.5 保护电路的设计
4.5.1 过流保护
4.5.2 欠压保护
4.5.3 光耦隔离
4.6 本章小结
第五章 系统软件设计
5.1 软件开发环境的介绍
5.2 整体设计论述
5.3 软件各模块的详细介绍
5.3.1 初始化模块
5.3.2 电机起动模块
5.3.3 霍尔信号中断捕获模块
5.3.4 换相模块
5.3.5 A／D中断服务模块
5.4 程序总体整合与调试
5.5 本章小结
第六章 系统的调试与分析
6.1 系统硬件部分调试
6.1.1 系统主驱动电路的调试
6.1.2 霍尔传感器位置信号的调试
6.2 系统软件部分的调试
6.2.1 电流环的调试
6.2.2 速度环的调试
6.2.3 位置环的调试
6.3 系统运行分析
6.4 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 总结
7.2 今后的工作与展望
参考文献：
附录1：
附录2：
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢
发布时间: 2005-08-08
参考文献
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