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基于TMS320F28035的电动自行车控制器的设计
| 论文题名： | 基于TMS320F28035的电动自行车控制器的设计 |
| 关键词： | 电动自行车;控制器;无刷直流电机;数学模型;电磁干扰 |
| 摘要： | 近年来，随着人们生活的改善，机动车辆得到迅速发展，其排放的尾气已造成城市空气严重污染，同时全球石油资源短缺，人们对环境和能源问题日益关注，发展绿色节能交通工具已成为一个重要的课题。电动自行车以电力作为驱动能源，具有轻巧灵便、价格适中、无污染、噪声小等诸多优点，日益成为人们中短途出行的首选交通工具，具有广阔的市场前景。同时，电动自行车作为新型绿色交通工具，对缓解我国可持续发展和建设和谐社会所面临的环境污染、资源短缺、交通拥挤等困境效果明显。因此，依靠科技进步，大力发展电动自行车具有可观的经济效益和重大的社会意义。无刷直流电机的控制是电动自行车的关键技术，由于成本的限制，目前市场上的多数无刷直流电机控制器存在诸多问题。本文的目的就是解决其中的关键技术问题，设计一款适合市场需求的低成本、可靠性好、功能齐全的电动自行车无刷直流电机控制器。 论文在分析了电动自行车控制系统基本结构、工作原理、建立了无刷直流电机的数学模型的基础上，针对控制对象-无刷直流电机设计了合适的控制方案。本文采用霍尔元件作为位置反馈，控制器通过采集的霍尔信号来实现电机的正确换相，并计算出电机实际转速，从而实现对电机转速的闭环控制，系统采用PI算法来控制电机的转速。 设计了电动自行车控制器的硬件电路，包括电源电路、三相全桥逆变电路、逆变器驱动电路、转子位置信号检测电路、硬件保护电路、电流电压检测电路、微控制单元电路和显示电路等。本文还对影响控制系统可靠性以及电磁干扰方面的因素进行了分析，并且给出了有效的解决方案。 本文利用C语言和汇编语言进行系统的软件设计，充分利用了C语言的结构化编程和汇编语言的高效实时性的优点，并且采用模块化编程和结构化编程。在分析了无刷直流电机的控制原理的基础上，完成了系统的软件设计。软件主要包括：位置信号采集程序、换相控制程序、转速计算程序、转速PI闭环调节程序、串行显示程序等，在系统可靠性方面，设计了系统的欠压、过流和堵转的保护程序。 最后，制作了以TI公司的电机专用控制处理器TMS320F28035为核心的电动自行车控制系统的硬件实验平台。在CCS3.3集成开发环境下完成了整个控制系统的软件设计。实验证明，所研制的软硬件平台能很好地完成控制功能，具有良好的动态和静态性能，系统保护功能较完善、可靠性高，并且硬件结构简单、成本较低，具有升级空间。 |
| 作者： | 寇治国 |
| 专业： | 微电子学与固体电子学 |
| 导师： | 秦会斌;周继军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 杭州电子科技大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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