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1、AdesignforBLDCControllerADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterOnControlEngineeringbyWenQiangXuUndertheSupervisionofProf.XinguoWang&WangQiSchoolofElectronicandInformationalEngineeringNanchangHangkongUniversity,Nanchang,ChinaJune.2012摘要众所周知，电动自行车对降低空气污染有着不可忽视的作用，并且极大程度的缓解了交通堵塞。在中国几乎每家每户都有
2、电动自行车，电动自行车产业在中国发展前景可观。早期的电动车动力系统以有刷直流电机为主，但近年来随着无刷直流电机制造工艺和控制技术的飞速发展，有刷电机已淘汰，无刷直流电机成为主导力量。而对无刷直流电机控制的好坏决定了电动自行车运行的稳定性和舒适性。本文首先介绍了无刷直流电机的理论基础，重点介绍了无刷直流电机的数学模型和传递函数并对其关键参数做了细致的分析。其次设计了无刷直流电机控制器的硬件部分，包括：主控芯片的选择、电流检测电路、霍尔位置传感器信号检测电路、转把信号采集电路等。其中对主控芯片PSoCCY8C24533的内部配置、模块的选择和本文所用的自举型MOSFET驱动电路做
3、了详细的分析。接着叙述了软件部分的设计，主要包括：主程序的设计、任务调度算法的设计、限流控制、过流保护、欠压保护、电制动程序等。重点阐述了任务之间的调度关系、电流采集的方法及其控制和电制动的原理及其实现方法。实践证明：基于速率单调调度(RMS)算法的非抢占式实时操作系统在CY8C24533上运行稳定可靠，并将其应用于电动车无刷直流电机控制系统，使资源得到更合理的分配。最后对本文设计的控制器进行多种测试，包括测功机测试台的静态测试和实际路面测试，得到了相关的测试数据，其中对柔性电子刹车实测波形图做了重点分析。通过实测数据和仿真数据的对比分析，优化控制算法。最后所得结论为：本文所
4、设计的无刷直流电机控制器启动速度快、限流值稳定、电机效率高、电机运行稳定安全可靠。关键词：无刷直流电机、PSoC、限流、霍尔位置传感器IAbstractAsisknowntoall,ElectricalBicycleplaysaveryimportantroleinreducingairpollution,anditis,forthemostpart,helpfultorelievetrafficcongestion.E-BikeindustryhasaconsiderabledevelopmentprospectsinChina,asalmosteveryfamilyhas
5、one.ThemotorsystemofE-BikewasBrushDirectCurrentmotorintheearlyperiod.ButnowasthedevelopmentofproduceandcontroltechnologyofBrushlessDirectCurrentmotor,theBLDChasreplacedtheBDC.ThestabilityandamenitydependonBLDCcontrol.Firstly,thistextexplainsthetheoreticbaseofBLDCandanalysesthekeyparameterso
6、fBLDCmathematicalmodelandtransferfunctionwhichintroducedfocalpoint.Secondly,itdesignsthehardwareofBLDCcontroller,whichincludesmaincontrolchip,measurementofcurrentcircuit,signalcheckingcircuitofHALLpositionsensor,handlebarvoltagecheckingcircuit.Amongthem,ithasmadeadetailedanalysisoftheintern
7、alconfigurationofthemasterchipPSoCCY8C24533andthemodulesanddepictionthebootstropMOSEFTdirvecircuitthistextused.Thirdly,itintroducesagainthedesignofsoftware,includingthedesignofmainprogramandtaskschedulingalgorithm,currentlimitingcontrol,overcurrentprotec
