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

【摘要】：近年來,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基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：電動自行車 AVR單片機 控制系統(tǒng) 無刷直流電機
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2005
【分類號】：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)境問題11
• 1．1．2 “綠色交通工具”的發(fā)展?fàn)顩r11-12
• 1．1．3 電動自行車的發(fā)展前景展望12-13
• 1．2 電動自行車的組成部分及其特點13-14
• 1．2．1 電動自行車的組成部分13-14
• 1．2．2 電動自行車的特點14
• 1．3 電動自行車電機的發(fā)展14-15
• 1．4 電機控制技術(shù)的發(fā)展15-17
• 1．4．1 功率半導(dǎo)體器件與驅(qū)動電路的發(fā)展15-16
• 1．4．2 電機控制器的發(fā)展16-17
• 1．4．3 電機控制理論的發(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 電機特性分析21-32
• 2．3．1 稀土永磁無刷直流電機的基本結(jié)構(gòu)和工作原理21-24
• 2．3．2 無刷直流電機的數(shù)學(xué)模型分析24-26
• 2．3．3 電機的運行特性分析26-31
• 2．3．4 機械特性和調(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 位置檢測信號處理單元34
• 3．2．2 電流檢測信號處理單元34-35
• 3．2．3 電機調(diào)速方案35-39
• 3．2．4 速度檢測方案39-40
• 3．2．5 起動與換相控制方案40-41
• 3．2．6 蓄電池檢測方案41-42
• 3．2．7 驅(qū)動、逆變電路控制方案42-43
• 3．2．8 故障檢測與系統(tǒng)保護43-44
• 3．3 核心控制器件的選擇44-46
• 3．3．1 單片機概述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)計及實現(xiàn)47-58
• 4．1 硬件系統(tǒng)概述47
• 4．2 信號檢測電路設(shè)計47-51
• 4．2．1 位置檢測47-48
• 4．2．2 電流檢測48
• 4．2．3 速度檢測48-51
• 4．3 三相全橋逆變電路及其功率驅(qū)動的設(shè)計51-52
• 4．4 PWM波的控制單元52-55
• 4．4．1 PWM信號的產(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 電池電壓檢測單元56
• 4．7 系統(tǒng)硬件可靠性設(shè)計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57
• 4．8 本章小結(jié)57-58
• 5 系統(tǒng)軟件設(shè)計58-66
• 5．1 系統(tǒng)軟件設(shè)計概述58-59
• 5．2 主程序的設(shè)計59-60
• 5．3 各功能模塊的設(shè)計思想60-64
• 5．3．1 位置檢測模塊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64-65
• 5．4．1 采用模塊化程序設(shè)計方法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的調(diào)試66
• 6．1．2 軟件運行環(huán)境 ICCAVR66-67
• 6．1．3 模擬調(diào)試67-68
• 6．2 系統(tǒng)運行分析68-70
• 6．3 實驗結(jié)論與建議70
• 6．4 樣車實地運行效果70
• 6．5 本章小結(jié)70-71
• 結(jié)論71-72
• 參考文獻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76

【引證文獻】

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

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

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

本文編號：375810