基于pic16f72单片机的无刷直流电动机控制系统毕业设计论文.doc
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基于pic16f72单片机的无刷直流电动机控制系统毕业设计论文,三万五千余字摘要无刷直流电动机是在有刷直流电动机的基础上发展起来的。现阶段，虽然各种交流电动机和直流电动机在传动应用中占主导地位，但无刷直流电动机正受到普遍的关注。自20世纪90年代以来，随着人们生活水平的提高和现代化生产、办公自动化的发展，家用电器、工业机器人等设备都越来越趋向于高效率化、小型化及高智能化，作为执行元...
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三万五千余字
摘 要
无刷直流电动机是在有刷直流电动机的基础上发展起来的。现阶段，虽然各种交流电动机和直流电动机在传动应用中占主导地位，但无刷直流电动机正受到普遍的关注。
自20世纪90年代以来，随着人们生活水平的提高和现代化生产、办公自动化的发展，家用电器、工业机器人等设备都越来越趋向于高效率化、小型化及高智能化，作为执行元件的重要组成部分，电机必须具有精度高、速度快、效率高等特点，无刷直流电机的应用也因此而迅速增长。
本设计是把无刷直流电动机作为电动自行车控制系统的驱动电机，以PIC16F72单片机为控制电路，单片机采集比较电平及电机霍尔反馈信号，通过软件编程控制无刷直流电动机。
关键词 无刷直流电动机 单片机 霍尔位置传感器
Abstract
Brushless DC motor in a brush DC motor developed on the basis of. At this stage, although exchanges of all kinds of DC motors and motor drive in the application of the dominant, but brushless DC motor is under common concern.
Since the 1990s, as people's living standards improve and modernize production, the development of office automation, household appliances, industrial robots and other equipment are increasingly tend to be high efficiency, small size and high intelligence, as the implementation of components An important component of the motor must have a high accuracy, speed, high efficiency, brushless DC motor and therefore the application is also growing rapidly.
This design is the brushless DC motor as the electric bicycle motor-driven control system, PIC16F72 microcontroller for control circuit, SCM collection and comparison-level electrical signal Hall feedback, software programming through brushless DC motor control .
Key words bldcm the single chip processor hall position sensor
摘 要 I
Abstract II
第1章 概 述 1
1.1 无刷直流电动机的发展概况 1
1.2 无刷直流永磁电动机与有刷直流永磁电动机的比较 2
1.3 无刷直流电动机的结构及基本工作原理 3
1.4 无刷直流电动机的运行特性 6
1.4.1 机械特性 6
1.4.2 调节特性 6
1.4.3 工作特性 7
1.5 无刷直流电动机的应用与研究动向 8
第2章 无刷直流电动机控制系统设计方案 10
2.1 无刷直流电动机系统的组成 10
2.2 无刷直流电动机控制系统设计方案 12
2.2.1 设计方案比较 12
2.2.2 无刷直流电动机控制系统组成框图 13
第3章 无刷直流电动机硬件设计 15
3.1 逆变主电路设计 15
3.1.1 功率开关主电路图 15
3.1.2 逆变开关元件选择和计算 15
3.2 逆变开关管驱动电路设计 17
3.2.1 IR2110功能介绍 17
3.2.2 自举电路原理 19
3.3 单片机的选择 20
3.3.1 PIC单片机特点 20
3.3.2 PIC16F72单片机管脚排列及功能定义 22
3.3.3 PIC16F72单片机的功能特性 22
3.3.4 PWM信号在PIC单片机中的处理 23
3.3.5 时钟电路 23
3.3.6 复位电路 24
3.4 人机接口电路 24
3.4.1 转把和刹车 24
3.4.2 显示电路 25
3.5 门阵列可编程器件GAL16V8 27
3.5.1 GAL16V8图及引脚功能 27
3.6 传感器选择 28
3.7 周边保护电路 30
3.7.1 电流采样及过电流保护 30
3.7.2 LM358双运放大电路 31
3.7.3 欠电压保护 32
3.8 电源电路 32
第4章 无刷直流电动机软件设计 33
4.1 直流无刷电机控制器程序的设计概况 33
4.2 系统各部分功能在软件中的实现 33
4.3 软件流程图 34
结束语 36
致谢 37
参考文献 38
附录1 39
附录2 51
参考文献
1 王益全.电动机原理与实用技术.北京:科学出版社，2005
2 李钟明,刘卫国.稀土永磁电机.第一版.北京:国防工业出版社，1999
3 唐苏亚.电动车辆及其电机的发展概况.电机技术，1996
4 陈清泉，詹宜巨.21世纪的绿色交通工具一电动车.北京:清华大学出版社，广州:暨南大学出版社，2000
5 唐苏亚.我国电动自行车产业的发展现状.电机技术，2004
6 周志新.电动自行车结构与维修.江苏:江苏科学技术出版社，2001
7 张深.直流无刷电动机原理与其应用.机械工业出版社，1996
8 韦敏，季小尹.MC33035在直流无刷电机控制中的应用.电工技术杂志，2004
9 卢静，陈非凡，张高飞等.基于单片机的无刷直流电动机控制系统设计.北京机械工业学院学报，2002
10 梁正峰，王磊.电动自行车用无刷直流电动机控制系统研究.电气传动自动化，2004
11 陈钢，刘刚.电动自行车变频调速的研究.湖北工学院学报
12 曹建平.电动自行车调速控制电路的研究.电子工程师，2000
13 谢运祥,欧阳森.电力电子单片机控制技术. 机械工业出版社，2007
14 叶金虎.现代无刷直流永磁电动机的原理和设计.辞学出版社，2007
15 许大中,贺益康.电机控制.浙江大学出版社，2002
16 王成元,夏加宽,杨俊友,孙益标.电机现代技术.机械工业出版，2006
17 姚国强,钱锐,陆成鹰.机电设备的单片机控制技术. 辞学出版社，2006
18 顾绳古.电机及拖动基础. 机械工业出版社，2004
19 [日]海老原大树.电动机技术实用手册.辞学出版社，2006
20 黄俊,王兆安.电力电子变流技术. 机械工业出版社，2004
21 余永权,汪明慧,黄英.单片机在控制系统中的应用.电子工业出版社 ，2003
22 张琛.直流无刷电机原理及应用.北京机械工业出版社，1996
23 谭建成.电机专用控制燕成电路.北京机械工业出版社，1997
24 张立,黄两一.电力电子场控器件及其应用．北京机械工业出版社，1995
25 余永权,李小青,陈林康.单片机应用系统的功率接口技术. 北京航空航天大学出版社,1991
26 李志民,张遇杰.同步电动机调速系统.北京机械工业出版社,1995
27 张琛.直流无刷电动机的原理及应用．北京机械工业出版社,2004
摘 要
无刷直流电动机是在有刷直流电动机的基础上发展起来的。现阶段，虽然各种交流电动机和直流电动机在传动应用中占主导地位，但无刷直流电动机正受到普遍的关注。
自20世纪90年代以来，随着人们生活水平的提高和现代化生产、办公自动化的发展，家用电器、工业机器人等设备都越来越趋向于高效率化、小型化及高智能化，作为执行元件的重要组成部分，电机必须具有精度高、速度快、效率高等特点，无刷直流电机的应用也因此而迅速增长。
本设计是把无刷直流电动机作为电动自行车控制系统的驱动电机，以PIC16F72单片机为控制电路，单片机采集比较电平及电机霍尔反馈信号，通过软件编程控制无刷直流电动机。
关键词 无刷直流电动机 单片机 霍尔位置传感器
Abstract
Brushless DC motor in a brush DC motor developed on the basis of. At this stage, although exchanges of all kinds of DC motors and motor drive in the application of the dominant, but brushless DC motor is under common concern.
Since the 1990s, as people's living standards improve and modernize production, the development of office automation, household appliances, industrial robots and other equipment are increasingly tend to be high efficiency, small size and high intelligence, as the implementation of components An important component of the motor must have a high accuracy, speed, high efficiency, brushless DC motor and therefore the application is also growing rapidly.
This design is the brushless DC motor as the electric bicycle motor-driven control system, PIC16F72 microcontroller for control circuit, SCM collection and comparison-level electrical signal Hall feedback, software programming through brushless DC motor control .
Key words bldcm the single chip processor hall position sensor
摘 要 I
Abstract II
第1章 概 述 1
1.1 无刷直流电动机的发展概况 1
1.2 无刷直流永磁电动机与有刷直流永磁电动机的比较 2
1.3 无刷直流电动机的结构及基本工作原理 3
1.4 无刷直流电动机的运行特性 6
1.4.1 机械特性 6
1.4.2 调节特性 6
1.4.3 工作特性 7
1.5 无刷直流电动机的应用与研究动向 8
第2章 无刷直流电动机控制系统设计方案 10
2.1 无刷直流电动机系统的组成 10
2.2 无刷直流电动机控制系统设计方案 12
2.2.1 设计方案比较 12
2.2.2 无刷直流电动机控制系统组成框图 13
第3章 无刷直流电动机硬件设计 15
3.1 逆变主电路设计 15
3.1.1 功率开关主电路图 15
3.1.2 逆变开关元件选择和计算 15
3.2 逆变开关管驱动电路设计 17
3.2.1 IR2110功能介绍 17
3.2.2 自举电路原理 19
3.3 单片机的选择 20
3.3.1 PIC单片机特点 20
3.3.2 PIC16F72单片机管脚排列及功能定义 22
3.3.3 PIC16F72单片机的功能特性 22
3.3.4 PWM信号在PIC单片机中的处理 23
3.3.5 时钟电路 23
3.3.6 复位电路 24
3.4 人机接口电路 24
3.4.1 转把和刹车 24
3.4.2 显示电路 25
3.5 门阵列可编程器件GAL16V8 27
3.5.1 GAL16V8图及引脚功能 27
3.6 传感器选择 28
3.7 周边保护电路 30
3.7.1 电流采样及过电流保护 30
3.7.2 LM358双运放大电路 31
3.7.3 欠电压保护 32
3.8 电源电路 32
第4章 无刷直流电动机软件设计 33
4.1 直流无刷电机控制器程序的设计概况 33
4.2 系统各部分功能在软件中的实现 33
4.3 软件流程图 34
结束语 36
致谢 37
参考文献 38
附录1 39
附录2 51
参考文献
1 王益全.电动机原理与实用技术.北京:科学出版社，2005
2 李钟明,刘卫国.稀土永磁电机.第一版.北京:国防工业出版社，1999
3 唐苏亚.电动车辆及其电机的发展概况.电机技术，1996
4 陈清泉，詹宜巨.21世纪的绿色交通工具一电动车.北京:清华大学出版社，广州:暨南大学出版社，2000
5 唐苏亚.我国电动自行车产业的发展现状.电机技术，2004
6 周志新.电动自行车结构与维修.江苏:江苏科学技术出版社，2001
7 张深.直流无刷电动机原理与其应用.机械工业出版社，1996
8 韦敏，季小尹.MC33035在直流无刷电机控制中的应用.电工技术杂志，2004
9 卢静，陈非凡，张高飞等.基于单片机的无刷直流电动机控制系统设计.北京机械工业学院学报，2002
10 梁正峰，王磊.电动自行车用无刷直流电动机控制系统研究.电气传动自动化，2004
11 陈钢，刘刚.电动自行车变频调速的研究.湖北工学院学报
12 曹建平.电动自行车调速控制电路的研究.电子工程师，2000
13 谢运祥,欧阳森.电力电子单片机控制技术. 机械工业出版社，2007
14 叶金虎.现代无刷直流永磁电动机的原理和设计.辞学出版社，2007
15 许大中,贺益康.电机控制.浙江大学出版社，2002
16 王成元,夏加宽,杨俊友,孙益标.电机现代技术.机械工业出版，2006
17 姚国强,钱锐,陆成鹰.机电设备的单片机控制技术. 辞学出版社，2006
18 顾绳古.电机及拖动基础. 机械工业出版社，2004
19 [日]海老原大树.电动机技术实用手册.辞学出版社，2006
20 黄俊,王兆安.电力电子变流技术. 机械工业出版社，2004
21 余永权,汪明慧,黄英.单片机在控制系统中的应用.电子工业出版社 ，2003
22 张琛.直流无刷电机原理及应用.北京机械工业出版社，1996
23 谭建成.电机专用控制燕成电路.北京机械工业出版社，1997
24 张立,黄两一.电力电子场控器件及其应用．北京机械工业出版社，1995
25 余永权,李小青,陈林康.单片机应用系统的功率接口技术. 北京航空航天大学出版社,1991
26 李志民,张遇杰.同步电动机调速系统.北京机械工业出版社,1995
27 张琛.直流无刷电动机的原理及应用．北京机械工业出版社,2004
