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PWM双闭环电动自行车调速系统的研究
| 论文题名： | PWM双闭环电动自行车调速系统的研究 |
| 关键词： | PWM双闭环电动自行车;调速系统;开环控制;动态特性;数学模型;Protues仿真 |
| 摘要： | 随着现代社会经济的快速发展，人们的生活节奏在逐渐地变快，活动范围在不断地扩大，而要求出行的时间却尽量地缩短。电动自行车以其快捷、方便、环保节能、经济实用等优点满足普通百姓短途快速出行的需求，因而受到人们的青睐。加之四大核心技术的重大进展，二者共同推动电动自行车产业在国内外迅速地发展起来。 但是，现有的电动自行车调速电路皆是开环控制，主电路无再生发电回馈制动功能。因此，这种电路系统电能利用率低，系统动态性能差，这对于电动自行车频繁有载起制动、无级调速的实际情况很不利。本文针对现有开环控制与主电路的不足，考虑到转速、电流双闭环调速系统良好的起动与调速性能，有制动电流通路的不可逆PWM(Pulse Width Modulation)变换器的特点，结合双闭环调速系统理论与PWM斩控理论，研究设计PWM转速、电流双闭环电动自行车调速系统。以提高调速系统静、动态特性，改善起动性能以适应电动自行车频繁有载起动；提高蓄电池所储电能的利用率，增加行驶里程。把开环调速系统变换成闭环调速系统，利用转速调节器ASR、电流调节器ACR来校正调速系统的动态性能，使调速系统满足控制系统对稳定性、准确性、快速性（稳、准、快）的要求。转速、电流双闭环调速理论至今已是成熟的理论，该系统广泛地运用到实际工程中，取得了理想的效果。PWM脉冲宽度调制方式是依据面积等效的原理发展起来的，被广泛的运用到整流、斩波等技术中。根据直流电动机数学模型，电力电子变换器的数学模型建立PWM双闭环电动自行车调速系统的动态数学模型，根据数学模型研究ASR、ACR两个调节器的设计方法。 ASR，ACR两个调节器是双闭环调速系统设计的一个重点。论文采用工程设计的理论和方法，详细论述两个调节器的工程实现方法。研究具有再生发电回馈制动功能的系统主电路。研究各控制电路单元与设计方法：包括PWM生成电路、驱动电路、欠电压保护电路、过电流保护电路、内部电源电路和其他保护电路等。对各单元电路进行Protues仿真，验证设计合理正确。最后对整个双闭环调速系统进行MATLAB仿真，结果显示起动性能接近理想状况，动态性能与设计一致，满足系统设计所要求的性能指标。 |
| 作者： | 胡建革 |
| 专业： | 电路与系统 |
| 导师： | 宋海声 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西北师范大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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