本文關(guān)鍵詞：基于AVR單片機(jī)的電動(dòng)自行車控制系統(tǒng)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來(lái),燃油交通工具因尾氣排放問(wèn)題已造成了城市空氣的嚴(yán)重污染。于是發(fā)展綠色交通工具已成為一個(gè)重要的課題。 考慮到我國(guó)目前的國(guó)情,發(fā)展電動(dòng)自行車具有重要的環(huán)保意義。而且靈活、輕巧、“零排放”、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn),將使電動(dòng)自行車迅速得到普及。 隨著電機(jī)技術(shù)及功率器件性能的不斷提高,電動(dòng)自行車的控制器發(fā)展迅速。但是目前,市場(chǎng)上大多數(shù)的電動(dòng)自行車產(chǎn)品均采用低集成度元件控制裝置。其缺點(diǎn)是功能過(guò)于簡(jiǎn)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(wèn)題.本課題采用ATMEL公司AVR系列單片機(jī)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(duì)系統(tǒng)動(dòng)力源——無(wú)刷直流電機(jī)的特性進(jìn)行了研究; 其次,根據(jù)AVR單片機(jī)的特點(diǎn)詳細(xì)設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的控制策略:將電流檢測(cè)設(shè)計(jì)成分流電阻間接測(cè)流;將調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(lái)實(shí)現(xiàn);對(duì)于速度的檢測(cè)采用了“硬件軟化”的思想;制定了電機(jī)“軟起動(dòng)”控制方案;采用了高性能的驅(qū)動(dòng)集成電路IR2131S來(lái)驅(qū)動(dòng)MOSFET組成的全橋逆變電路,驅(qū)動(dòng)形式為單極性PWM調(diào)制;將PWM波的發(fā)生及系統(tǒng)保護(hù)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(jì)了系統(tǒng)軟、硬件,并討論了可靠性設(shè)計(jì)問(wèn)題; 最后,改裝了試驗(yàn)樣車,通過(guò)實(shí)驗(yàn)室觀測(cè)及實(shí)地運(yùn)行,驗(yàn)證了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。 由此得出結(jié)論:本課題設(shè)計(jì)的基于AVR單片機(jī)的電動(dòng)自行車控制系統(tǒng)具有運(yùn)行性能良好,可靠性高、升級(jí)換代容易的特點(diǎn),為后續(xù)的研究工作提供了一定的基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：電動(dòng)自行車 AVR單片機(jī) 控制系統(tǒng) 無(wú)刷直流電機(jī)
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2005
【分類號(hào)】：U484
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 1 緒論11-19
• 1．1 課題的研究背景及發(fā)展?fàn)顩r11-13
• 1．1．1 能源與環(huán)境問(wèn)題11
• 1．1．2 “綠色交通工具”的發(fā)展?fàn)顩r11-12
• 1．1．3 電動(dòng)自行車的發(fā)展前景展望12-13
• 1．2 電動(dòng)自行車的組成部分及其特點(diǎn)13-14
• 1．2．1 電動(dòng)自行車的組成部分13-14
• 1．2．2 電動(dòng)自行車的特點(diǎn)14
• 1．3 電動(dòng)自行車電機(jī)的發(fā)展14-15
• 1．4 電機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展15-17
• 1．4．1 功率半導(dǎo)體器件與驅(qū)動(dòng)電路的發(fā)展15-16
• 1．4．2 電機(jī)控制器的發(fā)展16-17
• 1．4．3 電機(jī)控制理論的發(fā)展17
• 1．5 電池技術(shù)的發(fā)展17-18
• 1．6 系統(tǒng)整車技術(shù)與能量管理系統(tǒng)的發(fā)展18
• 1．7 本論文的主要工作18-19
• 2 關(guān)鍵部件的特性分析19-33
• 2．1 引言19
• 2．2 蓄電池特性分析19-21
• 2．3 電機(jī)特性分析21-32
• 2．3．1 稀土永磁無(wú)刷直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理21-24
• 2．3．2 無(wú)刷直流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型分析24-26
• 2．3．3 電機(jī)的運(yùn)行特性分析26-31
• 2．3．4 機(jī)械特性和調(diào)速特性分析31-32
• 2．4 本章小結(jié)32-33
• 3 基于AVR單片機(jī)的系統(tǒng)控制策略研究33-47
• 3．1 控制系統(tǒng)的整體構(gòu)成33-34
• 3．2 系統(tǒng)主要控制策略概述34-44
• 3．2．1 位置檢測(cè)信號(hào)處理單元34
• 3．2．2 電流檢測(cè)信號(hào)處理單元34-35
• 3．2．3 電機(jī)調(diào)速方案35-39
• 3．2．4 速度檢測(cè)方案39-40
• 3．2．5 起動(dòng)與換相控制方案40-41
• 3．2．6 蓄電池檢測(cè)方案41-42
• 3．2．7 驅(qū)動(dòng)、逆變電路控制方案42-43
• 3．2．8 故障檢測(cè)與系統(tǒng)保護(hù)43-44
• 3．3 核心控制器件的選擇44-46
• 3．3．1 單片機(jī)概述44-45
• 3．3．2 Atmega8特性介紹45-46
• 3．4 本章小結(jié)46-47
• 4 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)47-58
• 4．1 硬件系統(tǒng)概述47
• 4．2 信號(hào)檢測(cè)電路設(shè)計(jì)47-51
• 4．2．1 位置檢測(cè)47-48
• 4．2．2 電流檢測(cè)48
• 4．2．3 速度檢測(cè)48-51
• 4．3 三相全橋逆變電路及其功率驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)51-52
• 4．4 PWM波的控制單元52-55
• 4．4．1 PWM信號(hào)的產(chǎn)生52-54
• 4．4．2 PWM波的輸出控制54-55
• 4．5 速度給定環(huán)節(jié)55-56
• 4．6 電池電壓檢測(cè)單元56
• 4．7 系統(tǒng)硬件可靠性設(shè)計(jì)56-57
• 4．7．1 電源與集成芯片去耦56-57
• 4．7．2 隔離技術(shù)57
• 4．7．3 電磁兼容設(shè)計(jì)57
• 4．8 本章小結(jié)57-58
• 5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)58-66
• 5．1 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)概述58-59
• 5．2 主程序的設(shè)計(jì)59-60
• 5．3 各功能模塊的設(shè)計(jì)思想60-64
• 5．3．1 位置檢測(cè)模塊60-61
• 5．3．2 換相控制模塊61
• 5．3．3 A/D采樣模塊61-62
• 5．3．4 雙閉環(huán)控制模塊62-64
• 5．4 軟件的可靠性設(shè)計(jì)64-65
• 5．4．1 采用模塊化程序設(shè)計(jì)方法64-65
• 5．4．2 合理安排中斷65
• 5．4．3 程序“跑飛”與“死鎖”的解脫65
• 5．5 本章小結(jié)65-66
• 6 系統(tǒng)調(diào)試與運(yùn)行分析66-71
• 6．1 系統(tǒng)軟、硬件調(diào)試66-68
• 6．1．1 霍爾位置傳感器位置信號(hào)的調(diào)試66
• 6．1．2 軟件運(yùn)行環(huán)境 ICCAVR66-67
• 6．1．3 模擬調(diào)試67-68
• 6．2 系統(tǒng)運(yùn)行分析68-70
• 6．3 實(shí)驗(yàn)結(jié)論與建議70
• 6．4 樣車實(shí)地運(yùn)行效果70
• 6．5 本章小結(jié)70-71
• 結(jié)論71-72
• 參考文獻(xiàn)72-74
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況74-75
• 致謝75-76
• 大連理工大學(xué)學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)76

【引證文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 李雪梅;邱望標(biāo);;36V電動(dòng)自行車用蓄電池充電機(jī)[J];貴州工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2008年04期

2 張欽軍;;基于單片機(jī)的電動(dòng)車能量回饋控制策略分析[J];機(jī)電工程技術(shù);2012年06期

3 劉華東;肖兵;;電動(dòng)車控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];現(xiàn)代計(jì)算機(jī)(專業(yè)版);2007年07期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 汪振華;智能化住宅防盜防火報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2011年

2 謝長(zhǎng)衛(wèi);電動(dòng)自行車交流伺服控制器研制[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

3 杜永佳;電動(dòng)自行車驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];華中科技大學(xué);2011年

4 龔李龍;車輛自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)的算法研究[D];浙江大學(xué);2012年

5 熊慧文;基于開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的電動(dòng)車控制器設(shè)計(jì)[D];大連理工大學(xué);2007年

6 鄒喜;電動(dòng)摩托車無(wú)刷直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制方法[D];大連理工大學(xué);2007年

7 楊紅偉;基于BLDCM的電動(dòng)車用控制器的研究與設(shè)計(jì)[D];武漢理工大學(xué);2008年

8 李章春;太陽(yáng)能割草機(jī)總體及動(dòng)力能源系統(tǒng)設(shè)計(jì)與控制技術(shù)研究[D];南京理工大學(xué);2008年

9 梅娜;溫室作業(yè)柔性底盤驅(qū)動(dòng)輪及其控制器的設(shè)計(jì)[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2010年

10 任俊龍;基于AVR單片機(jī)的空氣凈化器控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];合肥工業(yè)大學(xué);2010年

  本文關(guān)鍵詞：基于AVR單片機(jī)的電動(dòng)自行車控制系統(tǒng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：375810