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基于无刷直流电机的电动自行车控制器的研究
资料介绍
电动自行车在我国的自行车市场占有量很大，因此开发电动自行车控制器具有很好的社会意义和可观的经济效益。目前，电动自行车驱动电机主要是无刷直流电机，本文从无刷直流电机的基础组成出发，论述其工作原理和PWM调速方式。论文中详细地分析了电动自行车控制器的若干关键技术；介绍无刷直流电机有位置传感器和无位置传感器检测的各种方法以及优缺点，采用有/无位置传感器转子位置检测相结合的方法，并对这两种方法进行了详细地分析。分析了无刷直流电机换相转矩脉动产生的原因，提出了抑制转矩脉动的方法。本文对反电动势法无位置传感器控制的检测误差及干扰影响进行了系统的理论分析，并提出了相应的误差补偿及干扰抑制措施。基于反电动势的控制方法需要特殊的起动技术，本文采用三段式电机起动技术，并对该起动技术中的转子预定位、外同步加速、外同步到自同步的切换三个阶段进行了简单地分析。论文中构建了电动自行车用无刷直流电机的双闭环调速系统，电流内环采用PID控制，速度外环采用模糊自适应PID控制，以实现PID控制器的参数在线自整定。在保证控制系统稳定性能的前提下，提高系统的适应性和鲁棒性。
根据电动自行车控制器要实现的功能，设计了用无刷直流电机的控制系统的硬件和软件。控制器硬件以ATmege32单片机为主控芯片，外围电路包括电源电路，三相全桥逆变电路，反电动势过零点检测电路，霍尔位置检测电路等。软件设计采用模块化结构和C语言编程。根据需求编写了各个功能模块子程序：霍尔位置信号检测模块，柔性电子刹车模块，巡航模块，转速和电流双闭环模模块等。实验结果表明：控制器较好地实现了对无刷直流电机的控制，无刷直流电机起动迅速、转矩脉动较小、速度跟踪性能良好、运行平稳可靠。
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