智能电动自行车调速控制系统方案

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1、word完美格式1绪论电动车比燃油车有更长的发展史。世界第一辆机动车就是电动车而不是燃油车。起初燃油汽车技术快速发展，电动车却未能在能源和行驶里程的研究上取得突破性成果。在上世纪20年代初到80年代末这段时间里，电动车一直没有得到重视。自从进入70年代以后，中东石油问题爆发并且人类逐渐认识到环境问题日益加重，电动车的研究再次成为人类关注的热点。近年来，许多国家投入了大量资金和人才到电动车开发研究领域。因此电动车的技术发展也获得了巨大成果。虽然电动车的能源和行驶距离方面至今还没有得到令人非常满意的突破，但是电动车的前景依然值得人们继续不断的开发和改善相关技术。现代社会的不断发展，石油煤炭

2、等不可再生能源持续消耗，清洁可再生能源的需求越加明显，电动自行车已经成为了当今世界各国急需开发的新型交通工具。虽然智能电动自行车在能源和续航时间的开发领域里，至今都没有取得突破性的成果，然而智能电动车光明的未来前景仍然激励着人类坚持不懈地研究新型电动自行车，不断完善和改良其性能。二十一世纪，能源紧缺和环境污染给人类带来了巨大的生存压力，越来越多的声音呼唤人类尽快的改善自身的自然生存环境，减少对环境的污染，更多使用绿色能源。为了推动这一倡导的发展，世界各国各地区的相关政府机关、学术研究领域、工业生产领域都在加大对电动自行车开发研究的投资资金和人才派遣力度，以推进电动自行车商品化的进度。虽

3、然目前电动车在能源利用和行驶距离方面的表现还未能达到理想程度，但已经可以满足人们出行的基本要求。从技术不断发展的方面来看，相信在经过漫长而艰难的研究开发历程以后，电动自行车将会获得的技术突破，有望成为二十一世纪的重要交通工具。在我国自行车的使用量相当大，在很长一段时期内，自行车仍将是老百姓出行最方便常用的交通工具。近年来，人民生活水平不断提高，一种以蓄电池为能的自行车用其轻便、安全、省时、省力、低能耗、零排放、低噪音、有利于创造绿色人居环境等优点，赢得了越来越受到人民群众的喜爱。在现如今的城乡大小街道上，电动自行车越来越普及，并且大有取代传统自行车的趋势。电动车电机的基本要求：（1）电

4、动车的运行，相比于一般的工业应用有所区别，相当复杂。因此，对电动机驱动系统有很高的要求。精心整理学习帮手word完美格式（2）电动车使用的电动机应具备瞬时功率大，过载能力比较强、加速的性能比较好，使用寿命相对长的特点。（3）电动车用电动机的调速范围应该比较宽。在恒转矩区运行时，低速运行需要具有较大的转矩，从而能够达到起动和爬坡的需求；在恒功率运行时，低转矩运行需要具有较高的速度，从而达到车在平坦的路面可以高速行驶的要求。（4）电动车使用的电机应能够在车子速度减慢时实现能量回收，把减速的能量传输给蓄电池，提高电动车能量的利用率，在摩托车这种情况上是不能实现的。精心整理学习帮手word完美

5、格式2总体方案论证总体方案论证部分选取了两个方案进行比较，一个方案是采用PSOC单片机来实现电动车调速系统，另一个方案则是使用STC89C52单片机实现课题要求的方案。2.1系统方案一关于通过PSOC单片机来实现电动车调速系统的设计，单片机产生PWM脉冲信号来完成信号检测、控制系统的任务。采用霍尔元件检测电动机所在的位置信号与当前转速，用场效应管MOSFET进行功率转换。PSOC片上系统具有很灵活的特性，控制效果可以达到很好的程度，并且可以增加系统的可靠性、安全性以及快速性。PSOC单片机通过霍尔元件测出频率，经过换算以后间接得到电机转速。电机刚开始启动时，速度变化快，电流输入信号大，

6、得到较高的输出占空比，电动机所得到的平均电压提高。这样可以使电动机在启动的一段时间内拥有一个较高的启动转矩，但这是电流输入信号需要被限制从而可以减少因启动电流太大而导致电动机损坏。该控制系统原理框图如图2.1所示。速度给定速度调节PWM斩波逻辑分配电机转子位置检测相绕组电流检测功率开关电路直流无刷电动机驱动电路图2.1调速系统框图调速系统根据对电动自行车和蓄电池的需要，设置保护电路等其他防护措施。在电动车运行时，通过电流中断保护电动机的方法最为有效。2.2系统方案二精心整理学习帮手word完美格式本设计的基本思想是以STC89C52为核心器件，从而控制电动自行车的行驶。以STC89C5

7、2为核心所组成的闭环控制系统，能够实现速度显示，速度控制，采用改变电机驱动电压的方法实现电机调速。电压调速的实现方法有多种，在应用单片机输出控制信号进行调速的场合，比较便于实现而且调整性能良好的是脉冲宽度调制（PWM）技术。系统框图如图2.2所示。控制电路驱动电路直流电动机转速传感器液晶显示单片机图2.2系统框图2.2.1电源电路220V电压经过变压器调整过后变为12V电压，在经过L7805三端稳压器以后，可以输出单片机工作所需要的+5V的电压