电动自行车控制技术研究与控制器的设计.doc

电动自行车控制技术研究与控制器的设计

2.5万字 53页 原创作品，独家提交，已通过查重系统


摘要 电动自行车具有节能无污染以及方便快捷、实用等优点，已经逐渐成为人们生活中一种重要的绿色交通工具。电动自行车主要包括车体、电机、电池、充电器和控制系统5大部分，电机作为电动车的动力部分，其性能直接决定了电动车的整体运行性能。电动自行车控制器作为管理和控制电动自行车的核心，在电动自行车领域内已经得到广泛的应用，随着其相关技术不断发展，电动自行车控制器成为领域内研究的热点，因此迫切需要紧跟发展方向研究此类技术。
与早期用直流电机驱动的电动自行车相比目前普遍采用无刷直流电机（Brushless DC Motor，BLDCM）进行驱动。无刷直流电机是随着新型电力电子器件和永磁材料的发展而成熟起来的一种新型电机，它属于同步电机的范畴，既具有交流电机运行可靠的优点，又具有传统有刷直流电机优越的调速性能，因此具有广泛的应用前景。电动自行车用电机已由早期的传统直流电机发展到BLDCM阶段，BLDCM控制系统一般有两种形式：复杂的纯模拟器件构成的控制器和以微控制器为核心的数字式控制器，数字式控制器使电动自行车控制器设计更灵活，功能更丰富，因而得到广泛应用。
本文主要介绍电动自行车用无刷直流电动机的结构和工作原理、转子位置信号检测技术和传感器选择，然后由电动机的基本理论公式推导其数学模型，再结合Matlab/Simulink软件建立电动自行车用无刷直流电动机的控制系统的仿真模型和仿真计算分析。最后，设计以单片机为控制核心的无刷直流电动机的双闭环串级调速硬件系统，此系统不仅改善了无刷直流电动机调速系统的动、静态性能，而且提高了系统的稳定性和鲁棒性。


关键词：无刷直流电动机 电机控制器 双闭环 电动自行车