基于AVR單片機(jī)的電動(dòng)自行車控制系統(tǒng)研究.pdf

1、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(yán)重污染.于是發(fā)展綠色交通工具已成為一個(gè)重要的課題.考慮到我國目前的國情,發(fā)展電動(dòng)自行車具有重要的環(huán)保意義.而且靈活、輕巧、"零排放"、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn),將使電動(dòng)自行車迅速得到普及.隨著電機(jī)技術(shù)及功率器件性能的不斷提高,電動(dòng)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(dòng)自行車產(chǎn)品均采用低集成度元件控制裝置.其缺點(diǎn)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

2、采用ATMEL公司AVR系列單片機(jī)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(duì)系統(tǒng)動(dòng)力源——無刷直流電機(jī)的特性進(jìn)行了研究;其次,根據(jù)AVR單片機(jī)的特點(diǎn)詳細(xì)設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的控制策略:將電流檢測設(shè)計(jì)成分流電阻間接測流;將調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn);對(duì)于速度的檢測采用了"硬件軟化"的思想;制定了電機(jī)"軟起動(dòng)"控制方案;采用了高性能

3、的驅(qū)動(dòng)集成電路IR2131S來驅(qū)動(dòng)MOSFET組成的全橋逆變電路,驅(qū)動(dòng)形式為單極性PWM調(diào)制;將PWM波的發(fā)生及系統(tǒng)保護(hù)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(jì)了系統(tǒng)軟、硬件,并討論了可靠性設(shè)計(jì)問題;最后,改裝了試驗(yàn)樣車,通過實(shí)驗(yàn)室觀測及實(shí)地運(yùn)行,驗(yàn)證了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性.由此得出結(jié)論:本課題設(shè)計(jì)的基于AVR單片機(jī)的電動(dòng)自行車控制系統(tǒng)具有運(yùn)行性能良好,可靠性高、升級(jí)換代容易的特點(diǎn),為后續(xù)的研究工作提供了一定的