无刷直流电机控制系统的设计——毕业设计.doc

学号：1008421057 本科毕业论文（设计）(2014届)直流无刷电机控制系统的设计 院 系 电子信息工程学院 专 业 电子信息工程 姓 名 胡杰 指导教师 陆俊峰 陈兵兵 高 工 助 教 2014年4月摘 要无刷直流电机的基础是有刷直流电机，无刷直流电机是在其基础上发展起来的。现在无刷直流电机在各种传动应用中虽然还不是主导地位，但是无刷直流电机已经受到了很大的关注。自上世纪以来，人们的生活水平在不断地提高，人们在办公、工业、生产、电器等领域设备中越来越趋于小型化、智能化、高效率化，而作为所有领域的执行设备电机也在不断地发展，人们对电机的要求也在不断地改变。现阶段的电机的要求是高效率、高速度、高精度等，由此无刷直流电机的应用也在随着人们的要求的转变而不断地迅速的增长。本系统的设计主要是通过一个控制系统来驱动无刷直流电机，主要以DSPIC30F2010芯片作为主控芯片，通过控制电路采集电机反馈的霍尔信号和比较电平然后通过编程的方式来控制直流无刷电机的速度和启动停止。关键词：控制系统；DSPIC30F2010芯片；无刷直流电机AbstractBrushless dc motor is the basis of brushless dc motor, brushless dc motor is developed on the basis of its. Now in all kinds of brushless dc motor drive applications while it is not the dominant position, but the brushless dc motor has been a great deal of attention.Since the last century, constantly improve the people's standard of living, people in the office, industrial, manufacturing, electrical appliances and other fields increasingly tend to be miniaturization, intelligence, high efficiency, and as all equipment in the field of motor is in constant development, people on the requirements of the motor is in constant change. At this stage of the requirements of the motor is high efficiency, high speed, high precision and so on, so is the application of brushless dc motor as the change of people's requirements and continuously rapid growth.The design of this system mainly through a control system to drive the brushless dc motor, mainly dspic30f2010 chips as the main control chip, through collecting motor feedback control circuit of hall signal and compare and then programmatically to control the speed of brushless motor and started to stop.Keywords: Control system; dspic30f2010 chip; brushless DC motor 目 录摘 要IAbstractII目 录III1 引言11.1 研究背景及意义11.2 国内外研究现状21.3 设计任务与要求22 基本理论22.1 无刷直流电机的结构以及基本原理22.2 无刷直流电机的运行特性52.3 无刷直流电机的应用63 直流无刷直流电机控制系统的设计73.1 无刷直流电动机系统的组成部分73.2 无刷直流电机控制系统的设计84 直流无刷电机的电路设计94.1 开关电路的设计94.2 保护电路的设计94.3 驱动电路的设计104.4 反馈电路的设计104.5 电源电路的设计115 直流无刷电机控制系统的软件设计115.1 系统功能的实现115.2 软件流程图126 实物成果及展望13致谢15参考文献15附录18 1 引言近年来随着微电子技术自动控制技术和新型永磁材料的发展，无刷直流电机的应用越来越广泛。他已经在各个领域中被应用，如军事领域、家用电器领域、工业领域等等。1.1 研究背景及意义有刷电机出现的比较早，大约在上世纪40年代以来就已经占据了整个领域市场的主要地位因为他的一系列优点，如价格低、可靠性好、变速平稳等等优点，但是它有一个致命的弱点就是它的碳刷容易磨损而且非常不容易更换，而且他的运行电流比较大这样就比较容易降低电机的寿命1。为了有效的克服其弱点科学家进行了大量研究，终于在1955年美国科学家D.Harrison发现了用晶体管换相线路用来代替直流有刷电机的碳刷的方法并申请的专利，这标致了无刷直流电机的出现。但这只是无刷电机的雏形，1962年，T.G.Wilson和P.H.Trickey提出“固态换相直流电机”专利，这才标志着无刷直流电动机的真正诞生。其实无刷直流电机的思想早在1917年就已经出现了，当时主要是由Bolgior提出的，他当时提出用整流管代替提直流有刷电机的机械刷，这就是无刷直流电机的基本思想。无刷直流电机的真正应用主要是在上世纪60年代，因为无刷直流电机主要是取决于电子技术的发展，在上个世纪六十年代以后电子技术飞速的发展直接决定了无刷直流电机的广泛应用。无刷直流电机最先的应用是在航空技术中，这主要得益于无刷直流电机的高可靠性。相比较其他电机无刷直流电机的主要特点有：1、重量轻、体积小、出力大；2、具有直流无刷电机的优点，同时又取消了机械刷和滑环等结构； 3、调速比较简单； 4、可以低速大功率运行，这样就省去了减速机直接要驱动大功率的负载； 5、启动电流小，启动转矩大； 6、调速的范围广，无级调速，过载能力比较强； 7、可以用软件启动和软件停止，制动性能比较好，省去了机械制动或者电磁制动的装置； 8、效率高，由于无刷直流电机没有来了机械刷和励磁损耗，所以节电效率比较高；9、可靠性高，稳定性好，维修保养比较简单，适应能力比较强；10、噪音小，震动小，寿命长； 11、不会产生火花适合一些特殊场所；从上面的分析我们可以看出来无刷直流电机相对于其他电机还是一种新型的电机，无刷直流电机的发展与电子技术的发展密不可分，所以我们深入研究无刷电机的控制方法有着非常重要的现实意义2。1.2 国内外研究现状我国对无刷直流电机的研究比较早而我们国内的研究则起步比较晚，近三十年来针对异步电动机变频调速的研究，归根到底是在寻找控制异步电动机转矩的方法，稀土永磁无刷直流电动机必将以其宽调速、小体积、高效率和稳态转速误差小等特点在调速领域显现优势。 无刷直流电机因为具有直流有刷电机的特性，同时也是频率变化的装置,所以又名直流变频,国际通用名词为BLDC.无刷直流电机的运转效率，低速转矩，转速精度等都比任何控制技术的变频器还要好，所以值得业界关注.本产品已经生产超过55kW，可设计到400kW,可以解决产业界节电与高性能驱动的需求。 无刷直流电机在我国的发展时间较短，我国的无刷直流电机主要起步于上世纪七十年代初，当时研制主要是为了我国的某些科研单位的需求，但是经过了四十年的发展随着技术的日益成熟与完善无刷直流电机得到了迅猛发展。已在高级电子设备、机器人、航空航天技术、数控装置、医疗器械、家用电器、电动车等多个领域得到广泛应用，并在深圳、长沙、上海等地形成初具规模产业链，在技术上不断推进行业的发展。1.3 设计任务与要求1、设计任务利用DSPIC芯片制作一个控制系统，该控制系统的主要功能是控制无刷直流电机的有效运作，包括调速等；用专业软件绘制控制系统的PCB，以及熟练掌握相关专业软件；焊接PCB以及写入程序。2、设计要求要能够完整的实现其功能调速、复位、停止；尽可能的降低成本；电路要具有过流保护作用；直流无刷电机的功率为60w，要使电路能够有效负载。2 基本理论 无刷直流电机由电动机主体和驱动器组成，是一种典型的机电一体化产品。 无刷电机是指无电刷和换向器（或集电环）的电机，又称无换向器电机，它相比较于传统的有刷电机结构比较复杂3。2.1 无刷直流电机的结构以及基本原理BLDC 属于同步电机的一种，这就意味着它的定子产生的磁场和转子产生的磁场是同频率的，所以BLDC 并不会产生普通感应电机的频差现象。BLDC中又有单相、2相和3相电机的区别，相类型的不同决定其定子线圈绕组的多少。在这里我们将集中讨论的是应用最为广泛的3相 BLDC。 BLDC定子是由许多硅钢片经过叠压和轴向冲压而成，每个冲槽内都有一定的线圈组成了绕组，可以参见图 2-1。从传统意义上讲，BLDC的定子和感应电机的定子有点类似，不过在定子绕组的分布上有一定的差别。大多数的BLDC定子有3个呈星行排列的绕组，每个绕组又由许多内部结合的钢片按照一定的方式组成，偶数个绕组分布在定子的周围组成了偶数个磁极。BLDC的定子绕组可以分为梯形和正弦两种绕组4，它们的根本区别在于由于绕组的不同连接方式使它们产生的反电动势不同，分别呈现梯形和正弦波形，故用此命名了。另外还需要对反电动势的一点说明就是绕组的不同其相电流也是呈现梯形和正弦波形，可想而知正弦绕组由于波形平滑所以运行起来相对梯形绕组来说就更平稳一些5。但是，正弦型绕组由于有更多绕组使得其在铜线的使用上就相对梯形绕组要多。平时由于应用电压的不同，我们可以根据需要选择不同电压范围的无刷电机。 48V 及其以下应用电压的电机可以用在汽车、机器人、小型机械臂等方面。100V 及其以上电压范围的电机可以用在专用器具、自动控制以及工业生产领域。 其原理图见图2-1。其中1为定子，2为转子。 图2-1 电磁式位置传感器原理图转子是2至8对永磁体按照N极和S极交替排列在转子周围构成的（内转子型），如果是外转子型BLDC那么就是贴在转子内壁，如图2-2所示。 图2-2 转子类型与有刷直流电机不同，无刷直流电机使用电子方式换向。要使 BLDC 转起来，必须要按照一定的顺序给定子通电， 那么我们就需要知道转子的位置以便按照通电次序给相应的定子线圈通电。 定子的位置是由嵌入到定子的霍尔传感器感知的。 通常会安排3个霍尔传感器在转子的旋转路径周围。无论何时，只要转子的磁极掠过霍尔元件时，根据转子当前磁极的极性霍尔元件会输出对应的高或低电平，这样只要根据3个霍尔元件产生的电平的时序就可以判断当前转子的位置，并相应的对定子绕组进行通电。 霍尔效应：当通电导体处于磁场中，由于磁场的作用力使得导体内的电荷会向导体的一侧聚集，当薄平板通电导体处于磁场中时这种效应更为明显，这样一侧聚集了电荷的导体会抵消磁场的这种影响，由于电荷在导体一侧的聚集，从而使得导体两侧产生电压，这种现象就称为霍尔效应，E.H 霍尔在1879年发现了这一现象，故以此命名。 三相对称星形接法是最常用的直流无刷电机的绕组方式，这种绕组方式中无刷直流电机的转子上贴有永磁体体，而且在电机内部有位置传感器，这样做主要是为了检测电机转子的位置2。无刷直流电动机的原理简图如图2-3所示。 图2-3 原理简图 电机本体的电枢绕组为三相星型连接，位置传感器与电机转子同轴，控制电路对位信号进行逻辑变换后产生控制信号，控制信号经过放大后会控制里边器的开关，使电机的各相绕组按照设定的顺序去工作。如图2-4所示。其中T1、T2、T3、T4、T5、T6为开关电路的的六个三极管。当在转子到转（顺时针）到图a所示的位置时，转子位置会被位置传感器传输出去，传感器的输出信号经过控制电路的输出后经过相应的变化后驱动逆变器，使T1、T6 导通，这样电源正极所流出的电流就会由T1然后流入到A相绕组，然后再由B相绕组流出，经过T6后回到电源的负极，在这个时候转子会在的磁场相互作用下使电机顺时针的转动。在转子转过60度的时候，到达图b的位置时，位置传感器会检测到转子的位置，其将会输出信号，信号经过控制电路输出后经过相应的变化后驱动逆变器，使T1、T2导通，这样电源正极所流出的电流就会由T1然后流入到A相绕组，然后再由C相绕组流出，经过T2后回到电源的负极，在这个时候转子就会在磁场相互作用下使电机继续顺时针的转动，如图2-4所示。图2-4 转子运行位置图转子在空间每转过电角度，逆变器开关就发生一次切换，功率开关管的导通逻辑为T1、T6T1、T2T3、T2T3、T4T5、T4T5、T6T1、T6。在次期间，转子始终受到顺时针方向的电磁转矩作用，沿顺时针方向连续旋转。2.2 无刷直流电机的运行特性无刷直流电机的运行特性是指电机在起动、正常工作和调速等情况下，电机外部各可测物理量之间的关系。直流无刷电动机的机械特性： （2-1） 由2-4式可以看出有刷直流电机和无刷直流电机二者机械特性表达式一样，机械特性曲线产生弯曲现象，是由于当转矩较大，开关管管压降Ut随着电流增大而增加较快，加在绕组上的电压有所减小，使特性曲线偏离直线而向下弯曲。图2-5 机械特性曲线其运行特性主调节特性的始动电压U0和斜率K。 （2-2） （2-3）图2-6 调节特性曲线从机械特性和调节特性可见，直流无刷电动机具有与有刷直流电动机一样良好的控制性能，可以通过改变电压实现无级调速6。2.3 无刷直流电机的应用无刷直流电机被广泛应用在精密电子设备以及器械等方面中，如医疗器械、复印机、激光打印机、卫星无刷直流电机、自动化以及航空航天等等；主要用来存放计算机外存设备中的各种信息数据。特别是用于硬盘驱动器的主轴电机，能悬浮于盘片上下两侧以高速驱动磁盘稳定旋转，这对无刷直流电动机零部件和装配精度提出了很高要求。总的来说，无刷直流电机具有以下三种用途：1、持续负载的应用：主要是需要一定转速但是对转速精度要求不高的领域，这类应用性价比较高且多为开环控制，如抽水机、空调、吹风机等。2、可变负载的应用：主要是转速需要在某个范围内变化的应用，对电机转速特性和动态响应时间特性有更高的需求。如甩干机、压缩机以及汽车工业领域中的发动机控制等，这类应用的系统成本相对更高些。3、定位的应用：大多数工业控制和自动控制方面的应用属于这个类别，这类应用中往往会完成能量的输送，所以对转速的动态响应和转矩有特别的要求，对控制器的要求也较高。测速时可能会用上光电和一些同步设备。过程控制、机械控制和运输控制等很多都属于这类应用。实用性新型无刷电机是与数字技术、电子技术、自控技术、微电子技术、以及材料科学等发展紧密联系的。它不仅应用于交直流领域，还涉及发电的能量转换和信号传感等领域。新型无刷电机的品种在电机领域中较多，但由于其价格的限制，还不能被广泛的应用。3 直流无刷直流电机控制系统的设计无刷直流电动机是在有刷直流电动机的基础上进行设计的，有所区别的是将直流电动机的定子、转子的位置进行了相应的互换，其中的转子是永磁结构，可以产生气隙磁通；定子是电枢，有多相对称绕组。原来的有刷直流电动机的电刷和机械换向器被无刷直流电动机中的逆变器和转子位置检测器所代替。由此可以看出无刷直流电动机的电机本体本质上是一种永磁同步电机。因为无刷直流电动机的电机本体是永磁电机，所以无刷直流电动机又被称为永磁无刷直流电动机。3.1 无刷直流电动机系统的组成部分定子的结构与普通同步电动机或感应电动机一样，铁芯中都嵌有多相对称绕组。绕组可以接成星形的或者三角形的，并将其分别与逆变器中的各开关管相连，三相无刷直流电动机是最为常见的7。逆变器的主电路分为桥式和非桥式两种，如下图3-1所示。其中图(a)、(b)是非桥式开关电路，其他的则是桥式开关电路。电枢绕组与逆变器有多种连接方式，其中以三相星形六状态(图(c)和三相星形三状态(图(a)的使用最为广泛，但后者的转矩脉动相对大。图3-1 逆变器的主电路 无刷直流电动机的绕组是断续通电的，这与普通直流电动机有所不同。如果能够做到适当地提高绕组利用率，这将可以使同时通电的导体数增加，使电阻下降，从而使效率提高。 位置检测器在电机中的主要作用是检测转子磁极相对于定子绕组的位置信号，并为逆变器提供精确的换相信息。有位置传感器和无位置传感器检测是位置检测的两种形式。位置传感器分为三种，分别是光电式位置传感器、电磁式位置传感器、磁敏式位置传感器。光电式位置传感器的结构组成是固定在定子上的几个光电偶合开关和固定在转子轴上的遮光盘。电磁式位置传感器是利用电磁效应来测量转子位置的8。传感器是由定子和转子两部分组成的。定子的组成结构包括磁芯、高频励磁绕组和输出绕组。定、转子磁芯都是由高频导磁材料（如软铁氧体）制成的9。电机在运行时，输入绕组中将会通入高频激磁电流，当转子扇形磁芯位于输出绕组下面时，输入和输出绕组通过定、转子磁芯的偶合，输出绕组中将感应出高频信号，经过滤波的整形处理后，用于控制逆变器开关管。这种传感器的机械强度相对较高，且可经受较大的震动冲击，由于它的输出信号较大，一般不需要进行放大就可以驱动开关管，因为输出的电压是交流，所以先要对其进行整流。它的缺点则是相对来说过于笨重和复杂。磁敏式位置传感器的主要原理是电流的磁效应，它的位置检测器是均匀分布的磁敏元件和永磁检测转子所构成。无位置传感器的控制方式一般指的是电机无机械式位置传感器，也就是在无刷直流电动机的定子上不直接安装位置传感器来检测转子的位置10。但是由于在电机的控制运行过程中，转子位置换相信号是必需的。所以，永磁无刷直流电机无位置传感器控制的关键是其设计了一转子位置信号来检测电路，分别从硬件和软件两个方面来间接获取可靠的转子位置信号。检测得到转子位置信号后，电机的控制方法，与有位置传感器控制法一样。目前，大多是通过利用检测定子电压、电流等容易得到的物理量进行转子位置的估算从而获取转子位置信号，其中反电势过零检测法、锁相环技术法、定子三次谐波法和电感法等方法较为成熟。 控制器是直流无刷电机有效工作并实现其他功能的中心，它有以下主要功能如下：（1）实现转子的各种功能如对位置传感器的输出信号进行相应的综合等；（2）产生PWM调制信号，从而实现直流无刷电机的开环调速；（3）调节电动机速度闭环，从而使系统具有较好的动态和静态性能；（4）对电路中的一些故障，比如：短路、过流、过电压和欠电压等进行保护。3.2 无刷直流电机控制系统的设计针对电机节约成本、体积缩小和应用场合等诸多问题，采用的检测方法是反电动势过零点，设计了基于DSPIC30F2010芯片的无刷直流电机无位置传感器控制系统，分析了DSPIC30F2010外围电路，逆变及其驱动电路11。反电动势检测电路，电流采样与过流保护电路，开发了主程序和中途事件处理程序，并给出了电机正常运行时端电压的波形。实验结果表明系统能够控制电机顺利启动，而且实现了电机正确的换相和正常运行，证明了系统设计的可行性。转子位置信号的检测是无刷直流电机的无位置传感器控制的难点。国内外研究人员对此提出了很多方法，一些典型的方法有：扩展卡尔曼滤波法、三次谐波检测法、反电动势法和电感检测法等。扩展卡尔曼滤波器法的计算比较繁琐，对微机性能要求相对较高，实现起来较麻烦。三次谐波检测法在高速运转时能够准确并且快速地估计转子所处的位置，但是存在低速时难以得到有效的转子位置信号，虽然RC滤波电路有过零点相移等一些缺点，但是在目前的技术下这个该方法是最成熟的，实现起来最简单，在应用中最广泛的转子位置检测方法。电感检测法需要对绕组电感进行不断的实时检测，实现难度较大。 图3-2 转子位置信号检测普遍采用的控制方案为基于DSP的控制和基于专用集成电路的控制等，受芯片功能、速度和结构的限制，硬件设计中往往需要较多的外围电路，导致装置的整体集成度不高，硬件开发相对复杂。本文采用反电动势过零点检测方法，设计了基于dsPIC30F2010芯片的无刷直流电机无位置传感器控制系统，将高性能16位单片机的控制特点和DSP高速运算的优点相结合12，为嵌入式系统设计提供了合适的单芯片、单指令流的解决方案，其结构简单，运行性能良好。4 直流无刷电机的电路设计 本系统主要采用DSPIC30F2010芯片为核心芯片，通过其周边的各种电路来达到控制直流无刷电机的目的。4.1 开关电路的设计 开关电路是采用六个IRF540N晶体管来控制M1、M2、M3信号的输出，其主要是通过QW信号来控制IRF540N的通断达到输出的目的13。图4-1 开关电路4.2 保护电路的设计这个保护电路主要采用MCP6544和MCP6002二个芯片为主要芯片，这个电路的主要目的是为了保护INF540N不会因为电流过大导致其烧毁。其主要原理是通过比较参考电压和电流采样的对比结果。将最大的电流设定在可控的范围内，最大限度的保护了电流。 图4-2 MCP6544示意图 图4-3 保护电路图4.3 驱动电路的设计本系统的驱动电路主要由三个IR2130s芯片构成。其周边电路如下图所示，其主要工作原理是PWM1H输入高电平那么QW1就会输出高电平，PWM1L输入低电平那么QW2就会输出低电平14，通过由此来控制开关电路不同组合的开启来达到控制电机转动的效果。 图4-4 驱动电路图4.4 反馈电路的设计本反馈电路主要是采集直流无刷电机的霍尔传感器的信号，其主要目的是将采集来的霍尔传感器的信号反馈到DSPIC30F2010芯片里面15。 图4-5 反馈电路4.5 电源电路的设计本系统的电源电路主要是采用MC7815和MC7805二个芯片，将24v的电压降到15v和5v。其中MC7815的输入电压是24v输出电压是15v，而MC7805的输入电压是15v输出电压电压是5v，这样就会得到本系统所需的三种电压16。 图4-6 5V电源模块 本系统的电源电路上的电容的主要作用是滤波。5 直流无刷电机控制系统的软件设计在为直流无刷电机控制系统设计程序的时候，要先开启复位电压，然后初始化时钟和中断源，再打开中断，当检测到转把的输人电压时，将该电压经A/D转换后按算法计算出PWM的占空比输出PWM波。随后采样位置传感器产生霍尔信号，将该信号的状态与电机固定的相位序列对比17，判断电机的相位是否正确。若正确，输出波PWM，否则，重新复位。5.1 系统功能的实现 这部分主要有四个部分驱动控制、启动、中断时间控制和电源电压检测18。 霍尔元件状态到输出状态的转换是通过查表的方式来实现的。直流无刷电机中的3个霍尔元件共有8种组合状态，而在这8种状态中只有6种状态是有效的，且对应1个输出状态。由于这6种状态对应没有明显的数量关系，查表就是实现映射最快捷的方法。要想实现电机反转，只需增加一个反转状态。正反转驱动区别只是在电流换相的顺序的上不同，这反映到程序中仅仅只是一点在查表处有区别，所以正反转可以用同一个驱动程序。 一般来说转子位置在转过磁场换相的临界点时，这个时候我们认为电流的换相速度越快越好17。因为这样直流无刷电机的转动速度就会越快。所以根据这个我们就可以将霍尔信号的改变设置为中断，这样的话转子在换相的时候相应速度就会比较快。 中断的时间控制和定时器的时间控制差不多19。定时器会在每个时间周期增加1，并在计数满后复位到00h然后又重新开始计数，同时会产生一个中断信号。若想控制定时器定时，则将中断程序里面的定时器重新置数，此时，定时器便会从这个数开始计数直到溢出。须注意对有的定时器计数值寄存器写的时候，会把预分频值清除，因此必须在写计数值的同时重新写预分频值控制字。有关电压检测的相关程序也是在主程序的里面，检测的电源电压的值必须要根据其负载情况来判断18，因为电源的电压非常容易受到负载的影响。5.2 软件流程图本系统主要流程是先通过采集直流无刷电机里面的霍尔信号，然后根据霍尔传感器的信号判断电机里面转子的位置，然后输出特定的信号通过控制电路来控制开关电路的输出信号，这样就会使直流无刷电机工作起来，其软件编程过程如下图所示。 图5-1 软件流程图我们在单片机采集霍尔信号之前必须要对单片机进行复位操作，所以我们在编程的过程中要注意这个初始化的过程。 6 实物成果及展望 (a ) (a)图6-1 实物图 图6-2 系统PCB图图6-3 控制系统的原理图（a）下边桥PWM输出信号图 (b）上边桥PWM输出信号 图6-4 上边桥PWM输出信号以及下边桥PWM输出信号图致谢 时光匆匆，大学四年的学习和生活即将结束，这四年是我人生中最美好的时光。历时两个月终于将毕业论文和实物完成，在论文的撰写和实物的制作及调试过程遇到了无数的困难和障碍，都在同学和老师的帮助下度过了。在这里，我要感谢我的论文指导老师陈兵兵老师，在论文撰写的时候，不仅对我的论文内容进行指导，还对论文格式进行批注，您不厌其烦的帮助我们完成设计，您学识渊博，谈吐风趣，在这里献上我崇高的敬意。此外，还要感谢我的同学和朋友，在实物制作过程中创造了良好的氛围，并在论文的撰写和排版等过程中提出中肯的意见。还针对论文的内容进行答辩演示，提出一些潜在的问题。在这里请接受我诚挚的谢意。同时也感谢学校为我们提供良好的学习环境。最后感谢这篇论文中引用的各位学者的研究成果，如果没有你们的文献支持，我很难完成这篇论文的撰写。 由于我的水平有限，所写论文难免有不足之处，恳请各位老师和学友批评和指正。 参考文献 1 王益全.电动机原理与实用技术M.北京:科学出版社,2005. 2 李钟明,刘卫国.稀土永磁电机第一版M.北京:国防工业出版社,1999. 3 张深.直流无刷电动机原理与其应用M.机械工业出版社,1996.4 卢静,陈非凡,张高飞等.基于单片机的无刷直流电动机控制系统设计M. 北京机械工业学院学报,2002.5 梁正峰,王磊.电动自行车用无刷直流电动机控制系统研究M.电气传动自 动化,2004. 6 曹建平.电动自行车调速控制电路的研究M.电子工程师,2000.7 谢运祥.欧阳森.电力电子单片机控制技术M.机械工业出版社,2007. 8 叶金虎.现代无刷直流永磁电动机的原理和设计M.辞学出版社,2007. 9 王成元,夏加宽,杨俊友,孙益标.电机现代技术M.机械工业出版,2006.10 姚国强,钱锐,陆成鹰.机电设备的单片机控制技术M.辞学出版社,2006.11 许大中,贺益康.电机控制M.浙江大学出版社,2002.12 顾绳古.电机及拖动基础M.机械工业出版社,2004. 13 黄俊,王兆安.电力电子变流技术M.机械工业出版社,2004. 14 余永权,汪明慧,黄英.单片机在控制系统中的应用M.电子工业出版社,2003. 15 张琛.直流无刷电机原理及应用M.北京机械工业出版社,1996. 16 谭建成.电机专用控制燕成电路M.北京机械工业出版社,1997. 17 张立,黄两一.电力电子场控器件及其应用M.北京机械工业出版社,1995. 18 李志民,张遇杰.同步电动机调速系统M.北京机械工业出版社,1995.19 张琛.直流无刷电动机的原理及应用M.北京机械工业出版社,2004.附录附录1 程序 #include "p30F2010.h"#define FCY 5000000/ xtal = 5.0Mhz; PLLx8#define MILLISEC FCY/10000/ 1 mSec delay constant#define FPWM 16000#define POLEPAIRS5/ number of pole pairs#define INDEX1/ Hall sensor position index#define S2!PORTCbits.RC14#define S3!PORTCbits.RC13void InitADC10(void);void AverageADC(void);void DelayNmSec(unsigned int N);void InitMCPWM(void);void InitUART(void);void SendCRLF(void);void SendSpeed(void);void InitTMR3(void);void SendMsg(void);struct unsigned RunMotor : 1;unsigned SndSpeed :1;unsigned CheckRX :1;unsigned SendTX :1;unsigned unused :14;Flags;unsigned int HallValue;unsigned int timer3value;unsigned int timer3avg;unsigned char polecount;/*Low side driver table is as below. In the StateLoTableClkand the StateLoTableAntiClk tables, the Low side driver isPWM while the high side driver is either on or off. */unsigned int StateLoTableClk = 0x0000, 0x0210, 0x2004, 0x0204,0x0801, 0x0810, 0x2001, 0x0000;unsigned int StateLoTableAntiClk = 0x0000, 0x2001, 0x0810, 0x0801,0x0204, 0x2004, 0x0210, 0x0000;void _attribute_(interrupt, no_auto_psv) _CNInterrupt (void)IFS0bits.CNIF = 0;/ clear flagHallValue = PORTB & 0x0038;/ mask RB3,4 & 5HallValue = HallValue >> 3;/ shift right 3 timesOVDCON = StateLoTableAntiClkHallValue; /*The ADC interrupt loads the PDCx registers with the demand potvalue. This is only done when the motor is running.*