试析基于单片机pic18f2431的无刷直流电动机控制系统

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1、华中农业大学硕士学位论文基于单片机PIC18F2431的无刷直流电动机控制系统姓名：尹作菲申请学位级别：硕士专业：农业机械化工程指导教师：郑相周20090623摘要无刷直流电动机(BLDCM)既具有传统直流电动机的调节特性好，堵转转矩大等优点，又由于采用电子换向器，从而克服了机械换向带来的一系列问题，使无刷直流电动机成为当前电动机控制领域的热门课题。论文介绍了基于PICl8F2431单片机的有位置传感器无刷直流电动机(BLDCM)驱动控制系统的硬件设计和软件设计。本系统采用PICl8F2431单片机作为控制芯片，在本系统硬件设计方面，设计了控制芯片的外围电路、控制

2、部分硬件电路和驱动部分硬件电路。控制部分硬件电路包括转子位置反馈电路、速度给定电路、速度检测环节和电流检测电路，驱动部分硬件电路包括功率晶体管驱动电路、三相桥式逆变电路和光耦隔离电路。采用霍尔传感器作为无刷直流电动机的位置传感器，单片机根据位置传感器的信号使能PWM信号输出，驱动功率晶体管导通，从而控制无刷直流电动机转动。在系统软件设计方面，采用C语言编写程序，整个控制系统软件由初始化模块程序、功率控制PWM模块程序、运动反馈模块程序、A／D采样模块程序和PID算法计算模块程序组成。它们完成芯片初始化、变量的初始化、PWM产生、转子位置检测、A／D采样、数字PID

3、控制等功能。所设计的无刷直流电动机控制系统控制结构简单、运行性能良好、调试方便。本系统采用速度电流双闭环控制结构，特别是利用电机位置传感器实现速度反馈，简化系统结构，具有一定的创新性。关键词：无刷直流电动机；PIC单片机；PWM；数字PID算法华中农业大学硕十学位论文ABSTRACTNotonlybrushlessDC(BLDCM)motorh勰theadvantagesofthetraditionalDCmotorsuchasthegoodregulationcharacteristicsandlargelocked-rotortorque，butalsoito

4、vercomesarangeofissueswhicharebroughtaboutbythemechanicalcommutationbyusingofelectroniccommutator．AllabovemakethebrushlessDCmotorbecomesoneofcurrenttopicsinthemotorcontrolareas．ThispaperintroducesthehardwaredesignandsoftwaredesignofbrushlessDCmotordrivecontrolsystemwiththepositionsens

5、orwhichisbasedonthePICl8F2431MCU．ThesystemusesMCUPICl8F2431asthecontrolchip．Inthesystemhardwaredesign，designstheexternalcircuitofMCU，thehardwarecircuitofcontrolpartandthehardwarecircuitofdrivepart．Thehardwarecircuitofcontrolpartincludingtherotorpositionfeedbackcircuit，thespeedofagiven

6、circuit，speeddetectionlinkandcurrentdetectioncircuit，thehardwarecircuitofdrivepartincludingpowertransistordrivecircuit，three-phasebridgeinvertercircuitandisolationoptocouplercircuit．HallsensorusedasabrushlessDCmotorpositionsensor,MCUaccordingtothepositionsensorsignalsCallbeoutputPWMsi

7、gnal．drivespowertransistorturn-on，soastOcontrolrotationofthebmshlessDCmotor．Inthesystemsoftwaredesign，systemusedClanguagetOprogram，andthewholecontrolsystem’Ssoftwareiscomposedofinitializationmoduleprocedures，powercontrolPWMmoduleprocedures，motionfeedbackmoduleprocedures，A／Dsamplingmod

8、ulepr