基于AVR單片機的電動自行車控制系統(tǒng)研究.pdf

1、近年來,燃油交通工具因尾氣排放問題已造成了城市空氣的嚴重污染.于是發(fā)展綠色交通工具已成為一個重要的課題.考慮到我國目前的國情,發(fā)展電動自行車具有重要的環(huán)保意義.而且靈活、輕巧、"零排放"、價格低廉等優(yōu)點,將使電動自行車迅速得到普及.隨著電機技術(shù)及功率器件性能的不斷提高,電動自行車的控制器發(fā)展迅速.但是目前,市場上大多數(shù)的電動自行車產(chǎn)品均采用低集成度元件控制裝置.其缺點是功能過于簡單,不能充分發(fā)揮系統(tǒng)的潛力及處理一些特殊的控制問題.本課題

2、采用ATMEL公司AVR系列單片機ATmega8作為控制芯片,兼顧成本與性能要求,做了以下方面的工作:首先,在數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上對系統(tǒng)動力源——無刷直流電機的特性進行了研究;其次,根據(jù)AVR單片機的特點詳細設(shè)計了系統(tǒng)的控制策略:將電流檢測設(shè)計成分流電阻間接測流;將調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計為電流、速度雙閉環(huán)控制,以保證調(diào)速的精度和響應(yīng)速度,并在軟件中分別用PI算法來實現(xiàn);對于速度的檢測采用了"硬件軟化"的思想;制定了電機"軟起動"控制方案;采用了高性能

3、的驅(qū)動集成電路IR2131S來驅(qū)動MOSFET組成的全橋逆變電路,驅(qū)動形式為單極性PWM調(diào)制;將PWM波的發(fā)生及系統(tǒng)保護等功能采用主控芯片集中處理,增加了系統(tǒng)的可靠性;另外,依據(jù)控制策略設(shè)計了系統(tǒng)軟、硬件,并討論了可靠性設(shè)計問題;最后,改裝了試驗樣車,通過實驗室觀測及實地運行,驗證了系統(tǒng)運行的可靠性.由此得出結(jié)論:本課題設(shè)計的基于AVR單片機的電動自行車控制系統(tǒng)具有運行性能良好,可靠性高、升級換代容易的特點,為后續(xù)的研究工作提供了一定的