采用集成电路的无刷电机控制系统设计【毕业作品】

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基于无刷电动机集成控制器论文

1 引言直流无刷电机控制器是直流无刷电机正常运行并实现各种调速伺服功能的指挥中心，它主要完成以下功能：对各种输入信号进行逻辑综合，为驱动电路提供各种控制信号；产生PWM脉宽调制信号，实现电机的调速；对电机进行速度环和电流环调节，使系统具有较好的动态和静态性能；并实现短路、过流、欠压等故障保护功能。

目前以数字信号处理器（以下简称DSP）为核心的直流无刷电机控制系统发展很快。

DSP比较适合实现高级复杂的电机控制，如电动机的矢量控制、电动机及系统的非线性控制、系统的最优控制适应性控制等，用它来实现不太复杂的控制就显得有点大材小用了。

而专用直流无刷电机控制芯片只是将其控制逻辑集成在芯片内，不具有灵活的编程功能，不能实现稍微复杂的控制。

若用单片机编程实现专用控制芯片的功能，基于单片机本身硬件的局限，编程复杂且可靠性不高。

本文设计的直流无刷电机控制系统采用单片机与直流无刷电机专用集成芯片相结合的方法，既具有单片机编程灵活的特点，又有专用芯片抗干扰能力强，性能可靠的优点，同时易于产品的升级。

因而，本文所设计的直流无刷电机控制系统具有一定的实际意义。

1.1本文的主要内容本课题是自选研究课题，旨在研制一套基于无刷电动机集成控制器的直流无刷电机调速系统，主要内容如下：（1）研究直流无刷电动机的组成结构和运行原理，针对控制对象选择合适的控制方案。

（2）设计直流无刷电机控制器的硬件电路，包括电源电路、功率电路、电流检测电路、电压检测电路、位置检测电路、电流斩波电路、驱动电路、控制器电路等。

（3）根据直流无刷电动机的控制策略，完成控制系统的整体设计。

（4）通过实验，验证硬件电路的可行性，根据控制要求修改电路设计，提高控制性能。

2 直流无刷电动机结构分析及基本工作原理直流无刷永磁电动机主要由电动机本体、位置传感器和电子开关线路三部分组成，直流无刷电机组成结构如图2.1所示。

图 2. 1 直流无刷电机的原理框图2.1直流无刷电动机本体电动机本体在结构上和永磁同步机相似，但是没有鼠笼型绕组和其它的起动装置。

基于AT89C51单片机控制的无刷直流电机设计毕业论文

摘要随着科学技术的发展，现代工业的需要，无刷直流电动机迅速发展，取代传统电动机。

无刷直流电动机的效率高、精度准确、速度快，广泛应用于各种电噐领域。

本设计中的电动自行车的电机使用的是无刷直流电动机，控制噐选择AT89C51单片机，通过霍尔位置传感噐反映电机转子的位置的信息，单片机编写程序操控无刷直流电机。

分析系统中的无刷直流电动机、单片机、驱动芯片、数码管、键盘的功能以及工作原理。

讨论了无刷直流电动机的几种运行特性，得出相应结论。

根据无刷直流电动机的特性，采用PWM技术对电机进行调速，霍尔传感噐测量的转速通过单片机显示在数码管上。

通过技术分析，软件以及硬件设计，达到了预期的结果。

关键词：无刷直流电动机；单片机；霍尔位置传感噐AbstractWith the development of science and technology, should now industrial needs, brushless DC motor to develop rapidly to replace the traditional motor. Brushless DC motor with high efficiency, accurate accuracy, speed, widely used in a variety of electrical fields.The design of the electric bicycle motor is a brushless DC motor, select the AT89C51 microcontroller as a controller, capture the comparison level and Hall position sensor feedback signal, through the software programming control brushless DC motor. Analysis of the system in the brushless DC motor, microcontroller, driver chip, digital tube, keyboard function and working principle. The working characteristics of brushless DC motor are discussed. According to the characteristics of brushless DC motor, PWM motor is used to speed the motor. Hall sensor measurement speed through the microcontroller shown in the digital tube, by looking for information, hardware and software design, and ultimately to achieve the system requirements. Key words: brushless dc motor;the microcontroller;hall position sensor目录1前言 (2)2无刷直流电动机的介绍 (4)2.1无刷直流电动机的概念 (4)2.2无刷直流电动机的研究意义 (4)2.3无刷直流电动机以及有刷直流电动机的对比 (5)3无刷直流动电机的结构原理以及工作特性 (7)3.1无刷直流电动机的结构 (7)3.1.1电机本体 (7)3.1.2转子位置传感噐 (7)3.1.3电子换向噐 (8)3.2无刷直流电机的原理 (8)3.3无刷直流电动机的运行特性 (10)3.3.1机械特性 (10)3.3.2调节特性 (11)3.3.3工作特性 (12)4无刷直流电动机控制噐的选型与设计 (13)4.1无刷直流电动机控制噐设计 (13)4.1.1设计方案比较与选择 (13)4.1.2无刷直流电动机系统结构框图 (14)4.2控制噐的组成及原理 (15)4.3脉宽调制（PWM）技术 (15)5 AT89C51单片机的结构以及工作原理 (17)5.1 AT89C51单片机的硬件结构 (17)5.2 AT89C51单片机的引脚功能介绍 (18)5.3 AT89C51单片机的工作方式 (19)5.4 AT89C51单片机的最小应用系统 (21)5.5 AT89C51单片机的指令系统 (22)6硬件电路以及软件的设计 (23)6.1硬件电路设计 (23)6.1.1单片机与按键键盘电路设计 (23)6.1.2单片机与数码管的电路设计 (25)6.1.3逆変电路与驱动电路设计 (26)6.1.4限流保护电路 (29)6.2软件设计 (29)6.2.1控制噐软件设计 (29)6.2.2程序流程图 (31)7技术经济分析 (34)8结论 (35)致谢 ............................................................................................ 错误!未定义书签。

无刷直流电机毕业设计

编号无锡太湖学院毕业设计（论文）题目：电动小车中无刷直流电机的控制系统机电系电子信息工程专业学号：*******学生姓名：***指导教师：***（职称：副教授）（职称：）2012年5月25日无锡太湖学院本科毕业设计（论文）诚信承诺书本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文）电动小车中无刷直流电机的控制系统是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，其内容除了在毕业设计（论文）中特别加以标注引用，表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。

班级：电信83学号：0822104作者姓名：2012 年5 月25 日无锡太湖学院信机系电子信息工程专业毕业设计论文任务书一、题目及专题：1、题目电动小车中无刷直流电机的控制系统2、专题一、课题来源及选题依据：直流电动机因其优良的调速、起动、制动性能在各种电力拖动系统中得到广泛的应用，但因直流电机的机械换向出现的火花等问题在一些地方限制了直流电机的使用。

自20世纪70年代以来，电力电子器件迅速发展，研制并生产出多种既能控制其导通又能控制其关断的全控型器件，如门极可关断晶闸管（GTO）、电力晶体管（GTR）、电力场效应管（P-MOSFET）、绝缘栅极双极型晶体管（IGBT）等，这些全控型器件性能优良，由它们构成的电子开关在直流电机中取代了机械换向，构成直流无刷电机，解决了机械换向出现的火花等问题，同时由全控元件组成的脉宽调制直流调速系统（简称PWM调速系统）近年来在中小功率直流传动中得到了迅猛的发展,且由于专用集成电路的出现，使控制器性能更加优良，体积减小。

本课题研究电动小车中无刷直流电机的控制系统。

二、本设计应达到的要求：了解电动小车的工作情况，其负荷特点；了解PWM技术的现状﹑发展以及其应用价值和可操作性。

明确生产机械对ZD调速系统的要求；拟定ZD调速方案；熟悉无刷ZD电动机的基本工作原理；熟悉位置检测传感器的原理；选用专用PWM集成电路在无刷直流电动机进行速度控制；应用集成驱动电路完成对电动机驱动和调速等性能的要求；完成毕业设计总体方案。

无刷直流电机控制系统设计

，
ｓｉｇｎａｌｓａｒｅａｄｊｕｓｔｅｄｔｏｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｃｌｏｓｅｌｏｏｐｃｏｎｔｒｏｌｆｏｔｈｅｍｏｔｏｒｗｉｔｈａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅＰＩａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ．
ＰＷＭ信号实现电机转速闭环控制。关键词：ｄｓＰＩＣ３ＯＦ４０１１，无刷直流电机，ＩＭ１４４００，闭环控制
ＡｂｓｔａｃｔＴｈｉｓｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓａｂｒｕｓｈｔｅｓｓｄｉｒｅｃｔｃｕｒｒｅｎｔｍｏｔｏｒｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄｒｅａｌｉｌＴｈｅｓｙｓｔｅｍ
ｃｏｎｓｉｓｔｓｏｆｂｒｕｓｈｌｅｓｓｄｉｒｅｃｔｃｕｒｒｅｎｔｍｏｔｏｒ，ｄｓＰＩＣ３０Ｆ４０１１ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ，ＩＭ１４４００ｄｒｉｖｅｃｉｒｃｕｉｔ。ｅｔｃＳｙｓｔｅｍｃｏｍｐｌｅｔｅｓａｃｑｕｉｓｉ。ｔｉｏｎｏｆｈａｌｌｐｏｓｉｔｉｏｎｓｅｎｓｏｒｓｉｇｎａｌ，ｏｕｔｐｕｔｏｆｍｏｔｏｒｃｏｍｍｕｔａｔｉｏｎｓｉｇｎａｌｓ，ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆｍｏｔｏｒＳｓｐｅｅｄａｎｄｔｈｅｄｉｇｉｔａｌＰＷＭ

直流无刷电机毕业设计.doc

主要任务
（1）正确设计原理图
（2）采购元器件
（3）焊接元器件
（4）调通硬件
（5）设计软件，电机正常运转
验收
标准
（1）原理图
（2）元器件
（3）电路版
（4）调试完成的成品板
（5）设计软件，电机正常运转
主要性能指标
1.具有控制开环、三相或四相无刷直流电机;
2.可以选择在60°/120°或120°/240°的传感器相位角；
1.4
脉宽调制即PWM (Pulse Width Modulation)控制就是对脉冲宽度进行调制的技术，即通过对一系列的脉冲宽度进行调制，来等效地获得所需波形。PWM驱动是利用大功率管的开关特性，按固定频率来接通和断开，并根据需要改变一个周期内“接通”与“断开“时间的长短，通过改变无刷直流电动机定子绕组上电压脉冲的占空比来改变平均电压的大小，从而控制电动机的转速。
3.2
无刷直流电机驱动器原理图如图3－2所示。单片机的6路PWM输出控制电机驱动MOS管，无刷直流电机的霍尔信号送入单片机作为换向的依据。
从电机转子位置检测器送来的三相位置检测信号(SA，SB，SC)一方面送入单片机，经单片机结合正反转控制端、起停控制端、制动控制端、电流检测端等控制逻辑信号状态，经过运算后，产生逆变器三相上、下桥臂开关器件的6路原始控制信号，其中，三相下桥开关信号还要按无刷直流电机调速机理进行脉宽调制处理。处理后的三相下桥PWM控制信号(AT，BT，CT，)经过驱动电路整形、放大后，施加到逆变器的6个开关管上，使其产生出供电机正常运行所需的三相方波交流电流。
SZPT33035提供I2C接口与MCU进行通信控制，通信时钟可达400Kbps。
SZPT33035具有高可靠性，内置振荡和上电复位以及看门狗电路；

无刷直流电机数字控制系统的研究与设计毕业设计

摘要本文主要研究了永磁无刷直流电机的基本拓扑结构、工作运行原理、数学模型和控制策略以及性能，以DSP(TMS320LF2407A)为核心，确立了一套的无刷直流电机的整体控制系统方案。

在Matlab/Simulink仿真下，建立了独立的功能模块，这些模块包括无刷直流电机的总体模块。

速度跟踪控制模块、电流滞环比较控制模块、转子位置跟踪计算模块等，再将各个功能模块进行有机的结合，搭建了基于MATLAB/Simulink无刷直流电机系统的仿真模型。

本文所提出和设计的无刷直流电机控制方案经理论分析，仿真证明是可行的。

同时，论文中提出的系统建模和仿真的新方法还为实际电机控制系统的设计和调试提供了新的思路。

关键词：无刷直流电动机；DSP；MATLAB；逆变器；PWMAbstractThis paper gives a deep research on basic structure, working principles, mathematical model and control performance of permanent magnet BLDC motor and build up a scheme of BLDC servo motor control system with the core of DSP (TMS320LF2407A). In Matlab/Simulink environment，the isolated functional blocks, including BLDC general block (including BLDCM block, torque computation block, rotation speed computation block, the back EMF block), current hysteresis control block, speed control block, rotor position computation block, voltage source inverter block etc, have been modeled. BLDC motor control system that this paper proposed is analyzed and simulated in Matlab/Simulink. The results prove the scheme is feasible, and the design requirements are achieved. The novel method of modeling and simulation given by this paper offered a new thought way for designing and debugging actual motors.Key words: brushless DC motor；DSP；MATLAB；Inverter；PWM目录第一章绪论 (5)1.1 课题研究的背景及现状 (5)1.2无刷直流电动机调速系统的发展 (6)1.2.1控制系统的发展及现状 (6)1.2.2控制算法的研究 (7)1.3 本文主要结构 (9)第二章无刷直流电机原理 (10)2.1 无刷直流电机控制系统结构 (10)2.2 无刷直流电机驱动选择 (11)2.3 无刷直流电机驱动特性 (13)2.4 无刷直流电机运行特性与原理 (17)第三章无刷直流电机的控制系统设计 (19)3.1 无刷直流电机控制策略 (19)3.1.1 无刷直流电机的开环控制策略 (19)3.1.2无刷直流电机的闭环环控制策略 (20)3.2 无刷直流电机调节器设计 (22)3.3 无刷直流电机数字控制系统 (24)3.3.1 TMS320LF2407X简介 (25)3.3 测速度算法 (29)第四章无刷直流电机的仿真 (31)4.1 MATLAB/Simulink简介及其功能 (31)4.2 BLDCM各模块的建立 (31)4.2.1 电流滞环控制模块 (31)4.2.2 速度控制模块 (32)4.2.3 转矩计算模块 (32)4.3 无刷直流电机仿真波形 (33)4.3.1 无刷直流电机仿真模型 (33)4.3.2 无刷直流电机仿真波形 (34)第五章总结与展望 (37)5.1 总结 (37)5.2 展望 (37)致谢 (38)参考文献 (39)第一章绪论1.1 课题研究的背景及现状从19世纪中叶到现在以来,电动机的使用就与人类社会发展和文明的进步紧密的结合在一起,电机作为一种机电能量转换的重要装置,其发展经历了很多时期，同时也有着广泛的应用范围，在各行各业和国民经济的发展中做出了很大的贡献。

毕业设计：无刷直流电机控制器设计

当今随着计算机进入控制领域，以及新型的电力电子功率元器件的不断出现，采用全控型的开关功率组件进行脉冲调制(pulse width modulation，简称PWM)控制电机已成为主流。目前在国外的一些公司相继推出了用于电机调速的数字信号处理（DSP）芯片，在空调、洗衣机、电冰箱等家用电器领域及工业变频控制领域，以其使用便捷、可靠性高、结构紧凑、成本低和功能强等优势而被广泛使用。
2.4发展趋势
随着石油能源的日趋紧张以及人们环保意识的增强, 电动自行车越来越受欢迎。用无刷电机驱动已成为电动车的发展方向。永磁直流无刷电机是近年来迅速成熟起来的一种新型机电一体化电机。该电机由定子、转子和转子位置检测元件霍尔传感器等组成, 既具有交流电机结构简单、运行可靠、维护方便的特点, 又具有直流电机良好的调速特性,并且无机械式换相器, 现已广泛应用于各种调速场合。无刷直流电机因其体积小、转矩高、可靠性高、维护方便等优点, 在电动自行车等家用设备中得到了广泛的应用。以前没有一个专用控制芯片能够对霍尔传感器检测出的位置信号进行译码, 它本身更不具备过流、过热、欠压、正反转选择等辅助功能, 因此设计者最初采用分立元件组成的庞大的模拟电路来对它进行控制, 使得系统的设计、调试相当复杂, 而且要占用很大面积的电路板, 有时候与把控制器内嵌到电机内部的要求相矛盾。后来MOTOROLA公司研制了无刷电机控制专用芯MC33035, 它集译码、过流、过热、欠压、正反转选择诸功能于一身, 组成的系统所需外围电路比较简单。无刷直流电机控制器结构有多种形式, 最初是采用分离元件组成的庞大而复杂的模拟控制电路, 由于调试难度大, 稳定性差, 已逐渐被淘汰以微机(单片机) 为核心构成的数字控制电路调速控制功能强, 但存在着运算速度慢的缺陷, 一般只适用于复杂的运行控制场合新型电机控制专用芯片的出现, 给无刷直流电机调速装置的设计带来了极大的便利, 这种集成模拟控制芯片控制功能强、保护功能完善、工作性能稳定, 组成的系统所需外围电路简单、抗干扰能力强, 特别适用于工作环境恶劣、对控制器体积、价格性能比要求较高的场合。

无刷直流电机控制系统的设计——毕业设计

无刷直流电机控制系统的设计——毕业设计学号：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 (I)Abstract (III)目录 (IV)1 引言 01.1 研究背景及意义 01.2 国内外研究现状 (1)1.3 设计任务与要求 (1)2 基本理论 (1)2.1 无刷直流电机的结构以及基本原理 (1)2.2 无刷直流电机的运行特性 (4)2.3 无刷直流电机的应用 (5)3 直流无刷直流电机控制系统的设计 (6)3.1 无刷直流电动机系统的组成部分 (6)3.2 无刷直流电机控制系统的设计 (8)4 直流无刷电机的电路设计 (9)4.1 开关电路的设计 (9)4.2 保护电路的设计 (9)4.3 驱动电路的设计 (10)4.4 反馈电路的设计 (10)4.5 电源电路的设计 (11)5 直流无刷电机控制系统的软件设计 (11)5.1 系统功能的实现 (12)5.2 软件流程图 (12)6 实物成果及展望 (13)致谢 (16)参考文献 (16)附录 (19)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。

毕业设计论文电动车无刷直流电机

毕业设计论文电动车无刷直流电机
电动车无刷直流电机是目前电动车领域中最主流的电机类型之一、它
采用无刷直流电机技术，具有高效率、高性能和低噪音等优点。

本文将从
原理、结构、控制和应用等方面综述电动车无刷直流电机的相关内容。

一、无刷直流电机的原理
无刷直流电机是一种基于电磁学原理工作的电机。

它采用永磁体在转
子上形成永磁场，驱动定子上的绕组与永磁场之间相互作用，实现电能转
化为机械能的过程。

二、无刷直流电机的结构
无刷直流电机主要由转子、定子和控制系统组成。

转子部分包括轴、
永磁体和换向器；定子部分包括绕组和磁铁；控制系统负责监控电机的运
行状态和控制电机的转速。

三、无刷直流电机的控制
无刷直流电机的控制主要通过控制系统中的换向器来实现。

换向器根
据转子位置和速度信号，调整绕组通电顺序，使电机保持平稳运行。

同时，控制系统还可以通过调整电压和电流来控制电机的转速和扭矩。

四、无刷直流电机的应用
无刷直流电机广泛应用于电动车领域。

它具有高效率、高性能和低噪
音等优点，可以提供稳定可靠的动力输出。

同时，无刷直流电机还具有较
快的响应速度和较高的功率密度，适用于多种电动车型。

总结起来，电动车无刷直流电机是一种高效、高性能的电机技术，具有广泛的应用前景。

未来，随着技术的不断发展，无刷直流电机将继续在电动车领域发挥重要作用。

毕业设计231无刷直流电机控制器MC33035的原理及应用

无刷直流电机控制器MC33035的原理及应用无刷直流电机控制器MC33035的原理及应用摘要：MC33035是美国安森美公司开发的高性能第二代单元无刷直流电机控制器，它包含开环三相或四相电机控制所需的全部有效功能。

该器件由具有良好整流序列的转子位置译码器、可提供传感器功率的温度补偿参考、频率可编程的锯齿波振荡器、完全可访问的误差放大器以及三个非常适用于驱动大功率MOSFET的大电流推挽底部驱动器组成，因而是一种功能齐全的电机控制器。

文中介绍了MC33035的特点功能和工作原理，给出了由它组成的三相六步全波电机控制和H型电机有刷控制等两种电机控制电路。

关键词：无刷直流电机控制 MC330351 概述MC33035无刷直流电机控制器采用双极性模拟工艺制造，可在任何恶劣的工业环境条件下保证高品质和高稳定性。

该控制器内含可用于正确整流时序的转子位置译码器，以及可对传感器的温度进行补偿的参考电平，同时它还具有一个频率可编程的锯齿波振荡器、一个误差信号放大器、一个脉冲调制器比较器、三个集电极开路顶端驱动输出和三个非常适用于驱动功率场效应管（MOSFET）的大电流图腾柱式底部输出器。

此外，MC33035还有欠锁定功能，同时带有可选时间延迟锁存关断模式的逐周限流特性以及内部热关断等特性。

其典型的电机控制功能包括开环速度、正向或反向、以及运行使能等。

2 管脚排列及功能定义MC33035的管脚排列如图1所示，各引脚功能定义见表1。

表1 MC33035的管脚功能定义定管脚编号符号功能定义1，2，24 BT，AT，CT 三个集电极开路顶端驱动输出，用于驱动外部上端功率开关晶体管3 Fwd/Rev 正向/反向输入，用于改变电机转向4，5，6 SA,SB,SC 三个传感器输入，用于控制整流序列7 Ooutput Enable 输出使能，高电平有效。

该脚为高电平时，可使电机动8 Reference Output此输出为振荡器定时电容CT提供充电电流，并为误差放大器提供参考电压，也可以向传感器提供电源9 Current Sense Noninverting Input电流检测同向输入。

无刷直流电机控制器的设计

PIC系列单片机是采用精简指令集RISC技术、哈佛双总线和两级指令流水线结构的高性能价格比的8位嵌入式控制器(Embedded Controller)。本文研究的电动自行车车用的无刷直流电机控制器系统是以选取Microchip公司的一款具有极高性能价格比的PIC系列单片机PICl6F72做为主控芯片，用编程的方法来模拟无刷电机的控制逻辑，其特点是使用灵活，通过修改程序可适应不同规格的无刷电机，增加系统功能方便，通常将此类控制器称为数字式控制器；并且采用速度、电流双闭环控制策略，增强系统抗干扰能力，提高电机的运行效率，同时加入一些保护功能，如欠压保护、过电流保护、堵转保护等等，使系统设计更合理化、人性化。系统采用软件编程的方法来模拟无刷电机的控制逻辑，其特点是使用灵活，通过修改程序可适应不同规格的无刷电机，增加系统功能方便。
无刷直流电机控制器的设计
无刷直流电动机兼有直流电动机调整和起动性能好以及异步电动机结构简单无需维护的优点，因而在高可靠性的电机调速领域中获得了广泛应用。在电机转速控制方面，绝大多数场合数字调速系统已取代模拟调速系统。目前，数字调速系统主要采用两种控制方案:一种采用专用集成电路。这种方案可以降低设备投资，提高装置的可靠性，但不够灵活。另一种是以微处理器为控制核心构成硬件系统。这种方案可以编程控制，应用范围广，且灵活方便。
★工作电压、功耗：
单片机的工作电压最低可以达到，最高为6V，常见的是3V和5V
单片机的功耗参数主要是指正常模式、空闲模式、掉电模式下的工作电流，用电池供电的系统要选用电流小的产品，同时要考虑是否要用到单片机的掉电模式，如果要用的话必须选择有相应功能的单片机。
★其他方面：
在单片机的性能上还有很多要考虑的因素，比如中断源的数量和优先级、工作温度范围、有没有低电压检测功能、单片机内部有无时钟振荡器、有无上电复位功能等等。

无刷直流电机的控制系统设计

• 200•ELECTRONICS WORLD ・技术交流无刷直流电机的控制系统设计和平长盛电机有限公司吉波【摘要】无刷直流电机没有换向器和电刷，采用电子换向。

本文针对无刷直流电机不能自动换向的特点，设计一种以STM32单片机为主控制器设计无刷直流电机的控制系统。

【关键词】无刷直流电机；控制系统；STM32；霍尔传感器Control System Design of Brushless DC MotorJI Bo（Heping changsheng electric machinery co.LTD ，Heping 517200，Guangdong China ）Abstract ：Brushless DC Motor has no commutator and brush and adopts electronic commutation.In this paper ，a control system of brushless dc motor is designed with STM32 single chip microcontroller as the main controller in view of the characteristics that brushless dc motor cannot automatically change direction.Keywords ：BLDCM ；Control system ；STM32；Hall sensor 无刷直流电机(BLDCM)由永磁转子、绕组电枢定子和位置传感器组成[1]。

无刷直流电机没有换向器和电刷，采用电子换向，PWM 调速，跟有刷直流电机相比，换向时无换向火花，易维护；与交流电机相比，调速性能优异，因此其在工业生产及日常生活中的应用日益广泛。

针对无刷直流电机不能自动换向的特点，本文采用STM32单片机为主控制器设计无刷直流电机的控制系统。

毕业论文--无刷直流电动机控制系统设计方案

无刷直流电动机控制系统设计方案摘要无刷直流电动机是在有刷直流电动机的基础上发展起来的。

现阶段，虽然各种交流电动机和直流电动机在传动应用中占主导地位，但无刷直流电动机正受到普遍的关注。

自20世纪90年代以来，随着人们生活水平的提高和现代化生产、办公自动化的发展，家用电器、工业机器人等设备都越来越趋向于高效率化、小型化及高智能化，作为执行元件的重要组成部分,电机必须具有精度高、速度快、效率高等特点,无刷直流电机的应用也因此而迅速增长。

本设计是把无刷直流电动机作为电动自行车控制系统的驱动电机,以PIC16F72单片机为控制电路，单片机采集比较电平及电机霍尔反馈信号，通过软件编程控制无刷直流电动机。

关键词无刷直流电动机单片机霍尔位置传感器AbstractBrushless DC motor in a brush DC motor developed on the basis of. At this stage, although exchanges of all kinds of DC motors and motor drive in the application of the dominant, but brushless DC motor is under common concern。

Since the 1990s，as people's living standards improve and modernize production, the development of office automation, household appliances， industrial robots and other equipment are increasingly tend to be high efficiency，small size and high intelligence, as the implementation of components An important component of the motor must have a high accuracy, speed, high efficiency, brushless DC motor and therefore the application is also growing rapidly.This design is the brushless DC motor as the electric bicycle motor—driven control system, PIC16F72 microcontroller for control circuit, SCM collection and comparison—level electrical signal Hall feedback， software programming through brushless DC motor control . Key words bldcm the single chip processor hall position sensor 摘要 (I)Abstract (II)第1章概述 (1)1。

无刷直流电机调速控制系统设计毕设论文

目录1 前言............................................................................................................... - 1 -1.1 无刷直流电机的发展......................................................................... - 1 -1.2 无刷直流电机的优越性..................................................................... - 1 -1.3 无刷直流电机的应用......................................................................... - 2 -1.4 无刷直流电机调速系统的研究现状和未来发展............................. - 2 -2 无刷直流电机的原理................................................................................... - 4 -2.1 三相无刷直流电动机的基本组成..................................................... - 4 -2.2 无刷直流电机的基本工作过程......................................................... - 5 -2.3 无刷直流电动机本体......................................................................... - 6 -2.3.1 电动机定子............................................................................... - 6 -2.3.2 电动机转子............................................................................... - 7 -2.3.3 有关电机本体设计的问题....................................................... - 8 -3 转子位置检测............................................................................................... - 9 -3.1 位置传感器检测法............................................................................. - 9 -3.2 无位置传感器检测法....................................................................... - 10 -4 系统方案设计............................................................................................. - 12 -4.1 系统设计要求................................................................................... - 12 -4.1.1 系统总体框架......................................................................... - 12 -4.2 主电路供电方案选择....................................................................... - 12 -4.3 无刷直流电机电子换相器............................................................... - 14 -4.3.1 三相半控电路......................................................................... - 14 -4.3.2 三相全控电路......................................................................... - 15 -4.4 无刷直流电机的基本方程............................................................... - 16 -4.5 逆变电路的选择............................................................................... - 18 -4.6 基于MC33035的无刷直流电动机调速系统................................... - 19 -4.6.1 MC33035无刷直流电动机控制芯片...................................... - 19 -4.6.2 基于MC33035的无刷直流电动机调速系统设计 ................ - 20 -5 无刷直流电机调速系统的MATLAB仿真................................................... - 23 -5.1 电源、逆变桥和无刷直流电机模型............................................... - 24 -5.2 换相逻辑控制模块........................................................................... - 25 -5.3 PWM调制技术.................................................................................... - 30 -5.3.1 等脉宽PWM法......................................................................... - 32 -5.3.2 SPWM(Sinusoidal PWM)法..................................................... - 32 -5.4 控制器和控制电平转换及PWM发生环节设计............................... - 32 -5.5 系统的仿真、仿真结果的输出及结果分析................................... - 34 -5.5.1 起动，阶跃负载仿真............................................................. - 34 -5.5.2 可逆调速仿真......................................................................... - 36 -6 总结和体会................................................................................................. - 38 -无刷直流电机调速控制系统设计1前言直流无刷电机，无机械刷和换向器的直流电机，也被称为无换向器直流电动机。

基于单片机的无刷直流电机控制系统设计毕业设计

基于单片机的无刷直流电机控制系统设计毕业设计一、引言哎呀，小伙伴们，今天我们来聊聊一个非常有趣的话题，那就是基于单片机的无刷直流电机控制系统设计毕业设计。

这个话题可是关系到我们的未来哦，所以大家一定要认真听讲，不要走神哦！让我们来简单了解一下什么是无刷直流电机。

哎呀，别看这个词挺高大上的，其实就是一种不用刷子的直流电机。

它的特点是效率高、噪音小、寿命长，所以在很多领域都有广泛的应用，比如电动车、空调、风扇等等。

那么，如何设计一个基于单片机的无刷直流电机控制系统呢？这可是一个相当复杂的问题。

不过没关系，我们会一步一步地来讲解，让大家轻松掌握这个技能。

二、单片机的基本知识我们要了解一些单片机的基本知识。

哎呀，单片机可不是什么神秘的东西，它就是一种集成了处理器、存储器和输入输出接口的微型计算机。

它的功能可强大了，可以控制各种外设，实现各种各样的功能。

现在市面上有很多种单片机，比如51系列、ARM系列、AVR系列等等。

它们的性能和价格都有所不同，我们要根据自己的需求来选择合适的单片机。

三、无刷直流电机的基本原理接下来，我们要了解无刷直流电机的基本原理。

哎呀，这个原理可不像我们平时看到的旋转木马那么简单哦。

无刷直流电机是由定子、转子和霍尔传感器组成的。

定子上有很多槽，转子上有永磁体。

当电流通过定子和转子时，就会产生磁场，从而使转子旋转。

霍尔传感器的作用是检测转子的位置，从而控制单片机的输出信号，实现对电机的控制。

四、基于单片机的无刷直流电机控制系统设计现在我们已经了解了单片机和无刷直流电机的基本知识，接下来我们就要开始设计我们的控制系统了。

哎呀，这个过程可是个大工程哦，需要我们分步骤来进行。

我们需要选择合适的单片机。

根据前面的介绍，我们可以选择51系列、ARM系列或AVR系列的单片机。

然后，我们需要编写程序来控制单片机的工作。

这个程序要包括初始化、定时器设置、PWM波形生成等功能。

接下来，我们需要连接电源、定子和转子。

【精品】无刷直流电动机及其控制系统的研究毕业论文设计

无刷直流电动机及其控制系统的研究摘要无刷直流电动机具有高效、高控制精度、高转矩密度、低噪声的特点，通过合理设计磁路结构能够获得较高的弱磁性能，可以成为各类工具首选驱动机。

本文在介绍电动汽车中电动机及其控制系统应用现状和性能要求的基础上。

首先分析了无刷直流电机的结构特点，重点研究了无刷直流电机最大转矩/电流比控制算法，并构建了Matlab/Simulink环境下无刷直流电机控制系统的仿真模型。

最后，根据无刷直流电机控制系统的仿真结果，设计了无刷直流电机直接转矩控制系统的硬件和软件，其中，硬件控制系统主要包括三相全桥逆变电路、功率驱动电路、转子位置检测电路以及功率器件的保护电路等。

该系统最大特点是以电子换向线路替代了由换向器和电刷组成的机械式换向结构，使传感器可以借助DSP的强大功能获取转子位置信号，克服了机械位置传感器的存在给无刷直流电机所带来的诸多不利影响。

关键词：电动汽车，无刷直流电动机，直接转矩控制，Matlab仿真Brushless DC motor and its control systemAbstractThe brushless DC motor with high efficiency, high control accuracy, high torque density, low-noise characteristics, through the rational design of magnetic circuit structure to obtain a higher weak magnetic energy, various tools can be a driving machine of choice.On the basis of the introduction of electric vehicles, electric motor and its control system application status and performance requirements. First analyze the structural characteristics of the brushless DC motor, focusing on brushless DC motor torque / current control algorithm, and construct a simulation model of the brushless DC motor control system in Matlab / Simulink environment. Finally, according to the simulation results of the brushless DC motor control system, design of a brushless DC motor direct torque control system hardware and software, which the hardware control system mainly consists of three-phase full-bridge inverter circuit, drive circuit, the rotor position detection circuit and power device protection circuit. The system is characterized by electronically commutated line instead of the mechanical commutator and brush change to the structure, so that sensors can make use of the powerful features of the DSP to obtain the rotor position signals, to overcome the existence of the mechanical position sensors to the brushless many adverse effects brought about by the DC motor.Key words: electric vehicles, brushless DC motor, direct torque control, Matlab simulation.毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

无刷电机控制器的相序检测系统设计毕业设计

毕业设计成绩单毕业设计任务书毕业设计开题报告摘要无刷电机控制器的相序检测系统采用AT89C51单片机作为主控制单元，用来检测美国安森美公司的MC33035控制器的工作情况以及霍尔器件的工作性能。

设计中检测系统的外部电路包括光电耦合隔离电路、继电器以及驱动电路。

设计采用AT89C51单片机检测无刷电机控制器的好坏及其相序和霍尔元件的相序，在所检测控制器的工作性能良好的情况下，将其相序输出到数码管显示电路，同时判断霍尔控制线的相序。

本设计主要是针对无刷电机控制器的相序检测系统，是电动车检测系统的一部分。

这个电动车检测系统主要是为了方便维修人员检修电动车，同时也适用于对电动车以及无刷电机控制器的工作原理还不太了解的客户，使其能够清晰的了解到电动车无刷电机控制器的工作性能并及时更换工作性能较差的器件。

关键字：无刷电机控制器AT89C51单片机检测系统目录第1章绪论 (1)1.1 国际和国内的研究现状 (1)1.2 研究对象的技术指标 (2)1.3 研究设计内容 (5)1.4 研究设计的创新点 (5)第2章设计方案 (6)2.1 无刷电机控制器的工作原理 (6)2.2 霍尔元件的工作原理 (8)2.3 无刷电机控制器的相序检测硬件框图 (9)2.4 单片机的硬件电路设计 (10)2.4.1 复位电路的设计 (10)2.4.2 时钟电路 (11)2.5 显示电路的设计 (12)2.5.1 显示方法的介绍 (12)2.5.2 单片机的串行接口的选择 (13)2.5.3 静态数码显示的应用 (13)2.6 外部信号的输入电路 (15)2.7 电源电路的设计 (16)2.8 继电器的选择 (17)2.8.1 继电器的基本技术要求 (17)2.8.2 继电器原则的选择 (17)2.8.3 继电器的选择 (18)2.8.4 继电器的驱动电路 (19)2.8.5 继电器的附加电路 (19)第3章系统软件设计 (20)3.1 系统主程序 (20)3.2 控制器故障检测模块 (21)3.3 控制器相角判断模块 (23)3.4 霍尔和控制器相序的判断模块 (23)3.4.1 60度电机的判断模块 (23)3.4.2 120度电机的判断模块 (37)3.5 其他子程序 (43)第4章结论与发展前景 (44)4.1 结论 (44)4.2 前景展望 (44)参考文献 (45)致谢 (46)附录 (47)附录A 外文资料翻译 (47)英文资料 (47)中文翻译 (52)附录B 硬件图 (56)附录C 输入输出表 (57)60度输入输出表 (57)120度输入输出表 (60)附录D 软件编程 (61)第1章绪论电动自行车以电力作动力, 骑行中不产生污染,无损于空气质量，而且未来的电动车应该是以无位置传感器(霍耳元件)的3相无刷电机为主流。

直流无刷电动机控制系统设计毕业设计精品

天津职业技术师范大学本科生毕业设计直流无刷电动机控制系统设计Brushless dc motor control system design摘要当今社会，电动机的发展十分迅速，无刷直流电机是一种新型电机。

直流无刷电机主要由转子、定子和转子位置检测元件等组成,它具有结构简单、效率高、工作特性优良等特点,而且具有可靠性更高、制造维护更方便、应用范围更广泛、体积更小、控制更容易等优点。

因此对无刷直流电动机及其控制器研究具有很大意义。

本课题主要是根据直流无刷专用控制器MC33035与MC33039相结合，通过融合电路设计速度闭环电路的控制系统。

首先，以直流无刷电动机控制器的研究现状为出发点，对直流无刷电动机的原理及结构进行了总述，详细分析了直流无刷电机的运行特性，推导出了其传递函数，并且创立了直流无刷电动机的数学模型。

讲述了本系统的总体设计方法和思路，建立了系统的总体框架，然后介绍了主电路设计、控制器外围电路设计以及MOSFET驱动电路设计，其中重点讲述了系统各个功能模块的工作原理和作用，以及其硬件设备设计和实现。

在课题的最后阶段对直流无刷电机系统控制效果专门进行了实验数据分析，并且对总体的设计过程做出了总结。

关键词：直流无刷电动机；开闭环电路；双闭环调速；MOSFET驱动ABSTRACTNowadays society，motor has spread all areas of national economy and People's Daily life, and the Brushless DC motor, as a new mechanical and electrical integration, is rapidly matured in recent years. The motor consists of the stator, rotor and rotor position detection devices etc. In the absence of excitation device, it takes advantage of high efficiency, simple structure and excellent features, what’s more, it is smaller, more reliable, easier to control and more convenient to maintain and manufacture, and it has more extensive application scope. All the advantages mentioned above make the brushless motors and their control device of great significance. This design is mainly produced by ON Semiconductor MC33035 and MC33039 design of the closed-loop brushless motor speed controller.First, this paper starts from the current research situation of brushless DC motor controller. The structure of the brushless DC motor and principle are reviewed to establish a mathematical model of brushless DC motor, and a detailed analysis of the operational characteristics of the motor is derived out of its transfer function. This part describes the overall design of this system and establishes the overall framework of the system. Then, the paper introduces the main circuit design, MOSFET driver circuit design and controller peripherals circuit design, including emphatically expounds the functional modules of the system and its working principle and hardware design and realization. Finally, there is a experimental data analysis on the effects of this system control, and a summary of the design process.Key Words：the brushless DC motor；Hall signal detection；double-loop speed regulation；mosfet driver目录1 概述 (1)1.1课题背景与研究意义 (1)1.2无刷直流电动机的发展概况 (1)1.3本文的主要研究内容 (2)2 直流无刷电动机结构特点及基本工作原理 (3)2.1直流无刷电动机的基本结构 (3)2.2无刷直流电动机的运行特性 (5)2.2.1 机械特性 (5)2.2.2 调节特性 (6)2.2.3 工作特性 (7)2.3 无刷直流电动机的应用与研究动向 (8)2.4小结 (9)3 直流无刷电动机控制系统的整体方案设计 (10)3.1系统总体设计方案 (10)3.2主电路的设计 (11)3.3 MOSFET的驱动电路设计 (12)3.3 .1驱动电路分类 (13)3.3.2高端功率MOSFET驱动电路 (14)3.4控制单元设计 (17)3.4.1 MC33035无刷直流电动机控制器集成电路简介 (18)3.4.2电流检测模块设计 (22)3.4.3速度闭环设计 (23)3.4.4误差放大器设计 (24)3.4.5振荡器设计 (24)3.5控制器的开环电路设计 (25)3.6控制器的闭环电路设计 (26)3.7 小结 (27)4 本文总结 (28)参考文献 (29)附录1：系统电路图 (30)附录2：简易速度闭环电路 (31)附录3 (32)致谢 (39)1 概述1.1课题背景与研究意义直流电机具有线性机械特性优秀、起动转矩较大、调速范围宽、控制电路结构简单等优点。