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基于STM32的电动车用永磁无刷直流电机控制技术研究
| 论文题名： | 基于STM32的电动车用永磁无刷直流电机控制技术研究 |
| 关键词： | 电动自行车;永磁无刷直流电机;控制系统;仿真分析 |
| 摘要： | 随着能源危机、环境污染等社会问题日益严重，大力发展电动车成为可持续发展的客观要求。由于具有运行效率高、调速性能好等优点，永磁无刷直流电机(BLDCM)已经成为电动车用电机的主要选择。电机控制系统作为电动车的核心部分一直是研究的热点。针对传统方波电流驱动无刷直流电机在静音效果和运行效率等方面的不足，本文在BLDCM控制系统中应用电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术。 本文的控制对象为电动自行车用BLDCM，以STM32系列单片机为主控芯片，在此基础上建立SVPWM控制系统。具体研究内容如下: (1)分析了永磁无刷直流电机的基本结构，推导出了BLDCM在d-q坐标系下的数学模型;对SVPWM控制技术中的坐标变换以及五段式SVPWM的基本原理进行了详细介绍。 (2)阐述了永磁无刷直流电机SVPWM控制系统，在MATLAB/Simulink环境中建立了基于id=0控制方法的SVPWM控制系统仿真模型，通过给定参数进行了仿真研究;同时还建立了方波控制系统仿真模型，并将两种控制方式的仿真结果进行了对比分析。 (3)主要介绍了控制系统硬件电路设计和软件部分设计。硬件部分重点对逆变电路上下桥臂功率管MOSFET的驱动进行了相关研究，包括MOSFET驱动条件、多管并联特性和功率损耗相关问题，设计了可以实现双管并联的MOSFET驱动电路以及其他电路，如:电源电路、电流采样电路、过流保护电路、转把采样电路和刹车电路等。软件部分主要介绍了所用的ARM芯片特点和软件开发环境，以及对系统主程序和SVPWM、转速计算等子程序流程图进行了分析。 (4)以STM32FEBKC6T6芯片作为CPU搭建实验平台，将SVPWM控制技术应用于电动车用BLDCM的驱动控制系统中，从稳态运行时的电压、电流波形入手，将其与方波电流驱动系统的波形进行对比，并且通过测功机上的优越性能综合验证了该方法的可行性。 |
| 作者： | 蔡晓磊 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 廖志凌 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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