基于stms的直流无刷电机控制系统的设计_张俊贺

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1、基于STM8S的直流无刷电机控制系统的设计_张俊贺第33卷第6期2014年6月实验室研究与探索ＲESEAＲCHANDEXPLOＲATIONINLABOＲATOＲYVol．33No．6Jun．2014基于STM8S的直流无刷电机控制系统的设计张俊贺，殳国华，李永鹤（上海交通大学电子信息与电气工程学院，上海200240）摘介绍了直研究流要：为了设计一种低成本、小型化、重量轻的新型直流无刷电机控制器（BLDCM），无刷电机的优势以及直流无刷电机位置检测的方法，比较了无位置传感器式和有位置传感器式直流无刷电机的控制方法，分析了直流无刷电机控制系统的运行状态。设计了一种

2、基于反电动势检测法的直流无刷电机控制系统，采用了速度环和电流环双闭环的调速控制，以使得电机具有良好的动态响应。利用微控制器强大的中断性能，实现了系统电流的实时监测，使得控制系统具有良好的过流保护能力。同时设计了一种基于ＲS232的协议，有效地保证了上位机与调速系统通信的稳定性，并可以实时监测调速系统的运行状态。最后，设计实验成功地验证了系统的可行性。关键词：直流无刷电机；无位置传感器；反电动势；STM8S；脉宽调制———————————————————————————————————————————————中图分类号：TM351文献标志码：A文章编号：1006

3、－7167（2014）06－0122－04DesignofBrushlessDCMotorControlSystemBasedonSTM8SZHANGJun-he，SHUGuo-hua，LIYong-he（SchoolofElectronicInformationandElectricalEngineering，ShanghaiJiaotongUniversity，Shanghai200240，China）Abstract：Inordertodesignalow-cost，small-sizeandlight-weightbrushlessDCmotor（BL

4、DCM）controller，thepaperintroducestheadvantagesofBLDCManddiscussesrelatedpositiondetectingmethods，comparesthecontrolmethodsofBLDCMwithpositionsensorswiththatwithoutpositionsensors，andanalyzestheoperationstatusofBLDCMcontroller．ThepaperdesignsasensorlessBLDCMcontrollerbasedonback-EMF，

5、andemploysadouble-closed-loopspeedregulatingsystemtogetgooddynamicperformance．Besides，basedontheexcellentperformanceofMCUininterruptionprocessing，thedesignedcontrollercouldachievereal-timecurrentmonitoringandfastover-currentprotection．Thepaperalsodesignsacommunicationprotocol，ontheb

6、asisofＲS232，tostrengthenthecommunicationstabilitybetweenPCandmotorcontrollera———————————————————————————————————————————————ndtomonitorthestatusofspeedregulatingsysteminrealtime．Finally，experimentisdesignedandcarriedouttovalidatetheproposedsystem．Keywords：brushlessDCmotor；sensorless

7、；back-EMF；STM8S；pulsewidthmodulation0引言机运行效率高，调速特性好等优势，并且由于没有机械换相的限制，容易做到小型化、重量轻、高转速等特性，因此，在近年来直流无刷电机得到了广泛应用。直流无刷电机调速系统是一种典型的机电一体化产品，它是由电动机本体，转子位置检测器、逆变器和控制器组［1，2］。其中，成的自同步电动机系统位置传感器检测转子位置信号，控制器对位置信号进行处理并发出相应的换相命令，由逆变器执行，从而带动电动机旋转。在直流无刷电机调速系统中，转子位置检测器有［3］两种方法：有位置传感器式和无位置传感器式。其中有位置传感

8、器式常用的有霍尔位置传感器和光码直流无