电动自行车控制器设计

合集下载

电动自行车控制系统的设计

电动自行车控制系统的设计

电动自行车控制系统的设计1. 引言本文档旨在探讨电动自行车控制系统的设计。

电动自行车的控制系统在保证安全性和性能方面起着重要作用。

通过本文档,我们将介绍电动自行车控制系统的主要组成部分和设计考虑因素。

2. 主要组成部分电动自行车的控制系统主要由以下几个部分组成:2.1 电池电池是电动自行车控制系统的核心组成部分之一。

合适的电池类型和容量对于提供稳定的电力供应至关重要。

在设计过程中,需要评估不同电池类型的性能和适应性,并选择最合适的电池。

2.2 控制器电动自行车的控制器是控制系统的主要处理单元。

它负责接收来自传感器的输入,并根据预设的算法来控制电动自行车的速度、加速度和制动力度。

在设计控制器时,需要考虑控制算法的准确性和响应速度。

2.3 传感器传感器用于检测电动自行车的状态和环境信息,并将其发送给控制器。

常见的传感器包括速度传感器、电池电量传感器和制动力传感器。

在选择传感器时,需要考虑其精度和可靠性。

2.4 电机电动自行车的电机负责提供动力。

在设计电机时,需要考虑功率输出、效率和可靠性。

选择适当的电机类型和规格对于确保电动自行车的性能至关重要。

3. 设计考虑因素在设计电动自行车控制系统时,需要考虑以下因素:3.1 安全性安全性是电动自行车设计的首要考虑因素之一。

控制系统必须能够确保骑行过程中的安全性,并避免潜在的危险情况。

3.2 性能控制系统的性能直接影响电动自行车的操控和驾驶体验。

在设计过程中,需要平衡电动自行车的操控性、加速性和制动性能。

3.3 能效能效是设计控制系统时需要考虑的重要因素之一。

通过优化能量转换和利用效率,可以延长电动自行车的续航里程。

3.4 可靠性控制系统的可靠性对于电动自行车的长期使用非常重要。

设计过程中,需要选择可靠的组件和材料,以确保控制系统的稳定性和耐久性。

4. 结论本文档介绍了电动自行车控制系统的设计和相关考虑因素。

通过合理选择电池、控制器、传感器和电机,并考虑安全性、性能、能效和可靠性等因素,可以设计出高性能且安全可靠的电动自行车控制系统。

电动车控制器设计方案

电动车控制器设计方案

电动车控制器设计方案电动车控制器是控制电动车电机启动、停止、加速、减速以及转向等方向的中央系统。

随着电动车的发展,控制器的设计越来越重要。

本文将介绍电动车控制器的设计方案。

一、电动车控制器的功能电动车控制器是电动车系统中非常重要的一部分,它的主要功能包括以下几个方面:1、控制电机的转速和转向控制器可以控制电动车电机的转速和转向,在电机运转时,可以根据驾驶员的需要来改变转速,实现加速、减速以及转向等操作。

2、检测电池电量控制器可以监测电池电量,并向仪表板上的显示器发送电量信息和告警信息。

3、安全保护控制器可以在电动车发生短路、过温、电流过大等问题时对电动车进行保护,确保电动车的安全。

二、电动车控制器设计的基本原则1、性能稳定可靠电动车控制器在使用过程中需要具备性能稳定可靠的特性,才能保证电动车的长期稳定运行。

2、适应性强控制器需要能够适应不同类型的电动车和不同规格的电池,可以在不同的电子元件上运行。

3、高效节能控制器应当具备节能、高效的特点,以提高电动车的运行效果,减少能源损耗。

三、电动车控制器的设计方案1、硬件系统的设计(1)主控制器主控制器是电动控制器的核心部分,它可以实现对电机的转速和转向的控制,同时可以监测电池电量等信息。

在设计主控制器时,需要采用高性能的单片机,如ARM Cortex-M4F等,还需要具备独立的通讯接口来与其他硬件模块进行通讯。

(2)电机驱动模块电动车电机驱动模块可以实现电机的高亮分辨率双向脉冲宽度调制技术(PWM)控制,驱动电机的运行。

(3)电池管理模块控制器需要检测电池电量,因此需要一个电池管理模块。

可以使用微控制器MCU或者专用的电池管理芯片。

2、软件系统的设计(1)系统框架在设计软件系统框架时,需要先明确系统的各个模块之间的协调关系,并建立系统框架。

(2)代码设计代码设计需要根据需要设计程序,对于实时性要求较高的程序,可以使用C语言或者Assembly语言进行开发。

电动车控制器设计

电动车控制器设计

打开 方式 <1> <2> <3> <4> <5> <6>
U 打开 打开 关闭 关闭 关闭 关闭
上臂 V
关闭 关闭 打开 打开 关闭 关闭
W 关闭 关闭 关闭 关闭 打开 打开
U 关闭 关闭 关闭 打开 打开 关闭
下臂 V
打开 关闭 关闭 关闭 关闭 打开
表1:MOSFET打开方式
W 关闭 打开 打开 关闭 关闭 关闭
1 --
1:引言
电动自行车因其具有的体积小、重量轻、无尾气排放、低噪音,以及方便、快捷、耐用、低价等特点 业已成为具有广阔市场前景的代步交通工具。在目前面市的电动自行车中,驱动电机主要采用有刷高速电 机、无刷电机和有刷低速电机三种类型,并以前两种类型电机较为常见。与有刷电机相比,无刷电机的控 制相对较复杂,一般采用 MC33035、LB11690、LM621 等专用集成电路控制方案,对于生产厂商来说,此类 方案相对成本较高,专用控制器的资源有限,用产品更新以增加新的卖点几乎不可能,那么在保证产品稳 定和性能的前提下,力争用最低的成本实现其功能将是吸引购买力的另一个亮点。本文采用 NEC 的低引脚 专用微控制器作为主控芯片,内部资源得到了充分利用。设计方案不仅电路简单,价格低廉,而且无需外 接硬件即可轻松实现诸如巡航定速、600/1200 电角度智能选择、霍尔故障检测等一系列功能,这些功能是 大多数专用控制芯片无法实现的。
始随着电磁极转动并维持转动操作。 BLDC 有两个重要的特性:第一个是电机的 EMF(电动势),它与速度成比例,第二个是定子磁通和转
子永久磁铁磁通之间的同步。BLDC 电机用这些基本的动作产生电机的最高转距, 同步这两个单元需要知道转子位置的方法。在这个应用里面我们产用的是带霍尔传感器的无刷直流电

最经典电动自行车控制器设计方案

最经典电动自行车控制器设计方案

最经典电动自行车控制器设计方案方波驱动的无刷直流电机由于力矩大,运行可靠,在电动车控制器中广泛应用,方波驱动最大的缺点在于换相时的电流突变引起的转矩脉动,导致噪声较大,但好的控制策略可以大大改善换相噪声。

电动车控制器设计的难点在于电流控制,本文就电动车控制器设计的一些关键地方加以描述。

1.概述电动自行车上使用的电机普遍采用永磁直流电机。

所谓永磁电机,是指电机线圈采用永磁体激磁,不采用线圈激磁的方式。

这样就省去了激磁线圈工作时消耗的电能,提高了电机机电转换效率,这对使用车载有限能源的电动车来讲,可以降低行驶电流,延长续行里程。

永磁直流电机按照电机的通电形式来分,可分为有刷电机和无刷电机两大类,有刷电机由于采用机械换相装置导致可靠性和寿命降低,因此逐渐退出电动车市场。

无刷电机又可分为有传感器和无传感器两类,对于无位置传感器的无刷电机,必须要先将车用脚蹬起来,等电机具有一定的旋转速度以后,控制器才能识别到无刷电机的相位,然后控制器才能对电机供电。

由于无位置传感器无刷电机不能实现零速度启动,所以现在生产的电动车上用得较少。

目前电动车行业内使用的无刷电机,普遍采用有位置传感器无刷电机。

有位置传感器永磁直流无刷电机按照内部传感器的安装位置不同,又可分为60度电机和120度电机。

在120°的霍尔信号中,不可能出现二进制000和111的编码,所以在一定程度上避免了因霍尔零件故障而导致的误操作。

因为霍尔组件是开漏输出,高电平依靠电路上的上拉电阻提供,一旦霍尔零件断电,霍尔信号输出就是111.一旦霍尔零件短路,霍尔信号输出就是000,而60°的霍尔信号在正常工作时这两种信号均会出现,所以一定程度上影响了软件判断故障的准确率。

因此目前市面马达已经逐渐舍弃60°相位的霍尔排列。

2.永磁直流电机基本原理图中ABC表示电机的3相绕组,采用星形接法,V1——V6表示功率场效应管,如果将V1——V6用如下的时序波形驱动,则3相绕组会按照AB-AC-BC-BA-CA-CB顺序通电(AB表示电流由A相流向B相),产生一个旋转的磁场,牵引外转子(永磁体)旋转。

电动自行车控制器的制动系统设计与性能分析

电动自行车控制器的制动系统设计与性能分析

电动自行车控制器与电池管理系统的集成设计近年来,随着环保意识的增强和对交通工具便捷性的需求,电动自行车作为一种环保、经济又便捷的出行工具越来越受到人们的青睐。

为了提高电动自行车的性能,并且延长电池的使用寿命,电动自行车控制器与电池管理系统的集成设计变得尤为重要。

电动自行车控制器是电动自行车的“大脑”,它主要负责控制电动自行车的电动机的启动、制动、速度调节以及电磁刹车等功能。

电动自行车控制器的设计应该具备以下特点:首先,电动自行车控制器应具备高效能、高响应性和高可靠性。

高效能可以使电动自行车在不同路况下稳定运行加速,提供良好的使用体验;高响应性可以让骑行者在需要紧急停车或转向时得到及时的反馈;高可靠性可以保障电动自行车长时间稳定运行,减少故障率。

其次,电动自行车控制器应具备多种控制策略和参数调节功能。

不同的路况和使用需求可能需要不同的控制策略,如速度控制、节能控制、力控控制等,因此,电动自行车控制器应具备多种控制策略的适配能力。

同时,应该提供参数调节功能,使得用户可以根据个人需求进行调整。

另外,电动自行车控制器还应具备友好的人机交互界面。

一个好的人机交互界面可以提升用户的使用体验,使其方便快捷地调整各种参数和获取运行状态。

除了电动自行车控制器,电池管理系统也是电动自行车中非常重要的一部分。

电池管理系统主要负责对电池的充放电控制和保护工作,以确保电池的使用寿命和安全性。

在电池管理系统的集成设计中,首先要考虑的是充电与放电的控制。

合适的充放电控制策略可以提高电池的充电效率和放电效率,延长电池的寿命。

此外,还需要考虑充电过程中的温度控制,合理的温度管理可以防止过热引起火灾等安全问题。

另外,电池管理系统应具备电池保护功能。

电池的过充、过放、过流等问题都可能导致电池提前衰老或损坏,因此,电池管理系统应该能够及时检测这些异常情况,并采取相应的保护措施,避免电池受损。

同时,一个好的电池管理系统还应具备智能管理功能,能根据不同的使用条件和用户需求,优化充放电策略,提高电池的使用效率。

电动自行车的智能控制器的设计与制作

电动自行车的智能控制器的设计与制作

毕业设计说明书题目:电动自行车控制器设计英文题目;Design of electric bicycle controller目录摘要 (2)英文摘要 (2)第一章引言 (3)1.1电动自行车的意义及发展状况 (3)1.1.1自行车的历史背影及意义 (3)1.1.2 电动自行车的优点 (4)1.1.3电动自行车的发展前景 (4)第二章控制器系统的分析 (5)2.1 智能控制器的系统框图 (5)2.2 系统主要硬件介绍 (6)2.2.1 无刷直流电动机 (6)2.2.2 AT89C51 (8)2.2.3 MC14585B和CD4040B (9)2.3 系统具体实现方法 (10)2.3.1 无刷直流电动机的调速 (11)2.3.2 测速电路 (13)2.3.3 速度预置与显示 (14)2.3.4 电机驱动电路 (15)2.3.5 无刷直流电动机及控制器的保护 (16)第三章系统软件设计 (18)第四章结束语 (20)参考文献 (21)附录 (22)摘要电动自行车用于轻便灵活,节能环保,价格适中而得到人们的广泛使用,成为人们短途出行的理想交通工具。

同时中国具有庞大的自行车市场,电动自行车产业在中国有着非常广阔的应用前景,因此发展电动自行车具有良好的社会意义和客观的经济效益基于单片机系统为核心的,以无刷直流电动机驱动的电动自行车智能控制器的设计方案。

该系统包括PWM控制方案、速度测量和显示方案、刹车控制方案和电路保护方案等。

本设计主要是以单片机为核心,特别采用软硬件相结合的方式,可以极提高系统的安全性和可靠性。

关键词:电动自行车;智能控制;脉冲宽度调制;单片机;电机保护Abstrac tElectric bicycle for portable and flexible, energy-saving environmental protection, moderate in price and are widely used in people, an ideal vehicle for the people in the travel. At the same time, China has a huge market of bicycle, electric bicycle industryhas a very broad application prospects in China, and so the development of electricbicycle has a good social significanceThis paper introduces a design program of intelligent control of the electronic bicycle which is based on the single chip computer system. It is derived by no brush DC motor. This system introduces speed PWM control project, speed measure and display project, brake control project, electro circuit protection project. This design is based on the single chip computer,its specialties adopt combining hardware with software for improving credibility and security.Key Words:electric bicycle ;intelligent control ;PWM; single chip computer; electro circuit protection第一章引言随着人们物质生活水平的提高,电动自行车作为一种新兴的交通工具正在越来越多地走进人们的生活。

Protel 99 SE实用教程 课程设计三 电动自行车控制器设计

Protel 99 SE实用教程 课程设计三  电动自行车控制器设计

F3.2 系统方框图
电动自行车采用批PIC16F72作为主控MCU。MCU主要任务是进行调速电压 检测,电池电压检测,电流检测,过流中断检测,3路霍尔位置信号检测,1 路霍尔位置信号中断检测,刹车信号检测,1︰1助力检测,温度检测,故障 显示输出,PWM控制电机转速输出,6路电机驱动输出,系统方框图如图F33所示。
控制器无刷电机控制的方法是根据电机的位置反馈信号,控制电机三相驱动上下臂MOS管的导通和截止, 从而实现电子换向。如图F3-2所示,电机为三角形连接,三相驱动上下臂各MOS管导通顺序组合为: V1-V2,V2-V3,V3-V4,V5-V4,V5-V6,V1-V6。
图F3-1 电动自行车控制方框图
图F3-2 驱动电路
F3.4 控制器功能介绍
1︰1助力 1︰1助力,是指在没有旋转调速车把,电动车电池打开时,电动车会根据骑行者的 骑行速度提供1︰1助力。 电子刹车 电子刹车,就是指在刹车时能做到让电机的驱动MOS管上臂(或者下臂)全部导通 而下臂(或者上臂)截止,电机三相接线全部短接,能使电机产生阻力,达到刹车 的效果。 自动巡航 自动巡航,是指把调速车把转到所需的角度,电动自行车达到相应车速后,在5S (时间可变)内调速车把不转动,则电动自行车就保持在这个速度行驶,这时骑行 者可以松开调速车把,免去手一直拧着调速车把之累。自动巡航后只有松开调速车 把,并重新旋转调速车把,才可以再次调节电动自行车的行驶速度。
F3.5 控制器的结构图
控制器的结构如图F3-4所示
利用PIC16F72单片机完成电动自行车控 制器原理图设计及显示仪表的设计。由原 理图实现电路板的设计。控制器原理图和 显示仪表原理图如图F3-5、F3-6所示,电路 板如图F3-7所示。
图F3-4 控制器的结构

电动自行车控制器方案

电动自行车控制器方案

电动自行车控制器方案概述电动自行车是一种环保、便捷的代步工具,越来越受到人们的关注和喜爱。

控制器是电动自行车的核心部件之一,它负责控制电机的转动以及整个系统的运行。

本文将介绍一种电动自行车控制器的方案,包括其工作原理、功能设计和实现。

工作原理电动自行车控制器通过接收来自传感器和用户的信号,控制电机的速度和转向,从而实现驱动力的调节。

通常情况下,电动自行车的控制器由微处理器、功率芯片、电源管理模块和输入/输出模块等组成。

1.传感器:常用的传感器有速度传感器和扭矩传感器。

速度传感器用于检测车轮转动的速度,以便控制器根据速度信号调节电机的输出功率。

而扭矩传感器则可以测量用户对脚踏板的施加力度,以便控制器根据用户的需求提供相应的驱动力。

2.微处理器:微处理器是控制器的核心,它负责接收传感器信号并进行处理,将处理结果的控制信号发送给功率芯片。

微处理器可以根据用户需求进行编程,实现各种功能的控制策略。

3.功率芯片:功率芯片是控制器中的关键部件,它将微处理器发送的控制信号转换为电机的驱动力。

功率芯片通常由多个MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)组成,通过控制MOSFET的导通和截断来控制电机的输出电流。

4.电源管理模块:电源管理模块负责控制器的电源供电和电池管理,保证电子元器件工作的稳定性和可靠性。

5.输入/输出模块:输入/输出模块用于与用户进行数据交互,常见的输入设备有按钮、触摸屏和蓝牙模块,输出设备可以是显示屏、灯光和蜂鸣器等。

功能设计根据电动自行车控制器的特点和用户需求,下面是一个基本的控制器功能设计:1.速度控制:根据用户的要求,可以实现定速巡航或可调节的速度控制功能。

定速巡航可以使自行车在一定速度范围内保持匀速行驶,提升用户的使用体验。

而可调节的速度控制则可以根据用户的需求随时调节车速。

2.扭矩控制:根据用户对脚踏板的施加力度,控制器可以提供相应的驱动力,满足用户在不同路况下的需求,提高骑行的灵活性和舒适感。

电动自行车控制器设计

电动自行车控制器设计

电动自行车控制器设计开题报告一.课题研究的意义20世纪迅速发展的电力电子技术结合传感器技术、微电子技术与计算机技术,使控制器发展成为智能化的机电一体化综合系统,控制器也已成为电动自行车机电系统的中枢。

它以电力为动力解除了人们对石油资源日渐枯,满足人们日益增长的物质需求。

现代电动自行车技术的发展已使控制器远远超越了传统的单一驱动控制功能,成为了电动自行车的能量管理与控制中心,这是保障电动自行车安全行驶、舒适骑行、获得高动力性能与经济、节能的核心与关键。

它对各种工作状态信息进行采样、比较与分析并转换为一系列控制或保护指令,自动监控电机和控制电路使电动自行车得以安全可靠运行。

二、现状及分析1、国内外技术现状、专利等知识产权情况分析和国内现有的工作基础现有电动车大致可以分为以下几个主要部分:蓄电池、电池管理、充电系统、驱动系统、整车管理系统及车体等。

驱动系统为电动车提供所需的动力,负责将电能转换成机械能。

无论何种类型电动车的驱动系统,均具有基本相同的结构,都可以分成能源供给子系统、电气驱动子系统、机械传动子系统三部分,其中电气驱动子系统是电动车的心脏,主要包括电动机、功率电子元器件及控制部分,而控制部分即电动车的控制器又是最关键的部分[1,2]。

我国的电动自行车经过80年代到90年代初期的二次起落后,进入现在的第三个发展时期,从研制开发到1997年的小批量投放市场至现在其生产和销售呈逐年大幅增长的势头,据助力车专业委员会不完全统计,1998年为5.4万辆,1999年为14万辆,2000年为29万辆,2001年电动自行车的实际产量已超过58万辆。

每年都以近倍的速率增长,应该说,电动自行车已进入了成长初期。

2、国内外技术发展趋势目前我国的电动自行车大都选用永磁直流电机,它可以分为(1) 直流有刷电机:a 印制绕组盘式电机b无铁芯式线绕电机c电枢式永磁电机(2) 直流无刷电机:a内转子式无刷电机b外转子式无刷电机[3]。

电动车控制器设计方案

电动车控制器设计方案

电动车控制器设计方案随着环保意识的增强和电动车技术的不断发展,电动车已成为人们日常出行的重要工具之一。

而电动车控制器作为电动车的核心部件,其设计方案直接影响到电动车的性能和安全性。

本文将从以下几个方面探讨电动车控制器的设计方案。

电动车控制器的主要作用是根据驾驶员的输入控制电动车的行驶,同时要能够实现能量回收、加速、减速、刹车等功能。

因此,在设计控制器时,需要考虑到以下因素:输入输出接口:控制器需要与电动车的其他部件进行通信,如电机、电池、仪表等。

因此,需要设计合适的输入输出接口,以满足与其他部件的通信需求。

电源管理:控制器需要管理电动车的电源,包括电池的充电、放电等。

因此,需要设计合适的电源管理电路,以保证电动车的稳定运行。

控制策略:控制器需要根据驾驶员的输入和其他传感器采集的信息,控制电机的转速和扭矩输出,实现电动车的加速、减速、刹车等功能。

因此,需要设计合适的控制策略,以保证电动车的稳定性和安全性。

电动车控制器的硬件主要包括主控芯片、电源模块、输入输出接口、通讯接口等。

其中,主控芯片是控制器的核心部件,它负责处理各种输入输出信号,并控制电机的转速和扭矩输出。

为了提高控制器的性能和安全性,我们需要选择具有高性能的主控芯片,并设计合适的电路板布局和元件选择。

电源模块也是控制器的重要部分,它负责管理电动车的电源。

为了保证控制器的稳定性和安全性,我们需要选择可靠的电源模块,并设计合适的电源管理电路。

电动车控制器的软件主要是指控制算法和程序代码。

控制算法是控制器设计的核心部分,它需要根据驾驶员的输入和其他传感器采集的信息,控制电机的转速和扭矩输出。

为了实现高效的能量回收和稳定的行驶性能,我们需要设计合适的控制算法和程序代码。

由于电动车的运行环境和工况都比较复杂,因此控制器的可靠性是非常重要的。

为了提高控制器的可靠性,我们需要在设计时考虑以下几个方面:元件选择:我们需要选择可靠的元件和芯片,以避免因元件故障而导致的控制器失效。

电动车控制器设计方案(二)2024

电动车控制器设计方案(二)2024

电动车控制器设计方案(二)引言概述:电动车控制器是电动车的重要组成部分,它负责对电动车的电动机进行控制和管理,实现车辆的各种功能。

本文将从电动车控制器的功能需求、硬件设计、软件设计、性能优化和安全考虑等五个大点,详细阐述电动车控制器的设计方案。

正文:一、电动车控制器的功能需求1. 控制电机的转速和力矩2. 控制电机的启动和停止3. 实现电机的正反转4. 保护电机和电动车的安全5. 支持多种工作模式切换二、电动车控制器的硬件设计1. 选择合适的电机驱动芯片2. 优化电路设计,提高功率转换效率3. 设计合理的电源管理电路4. 添加故障检测和保护电路5. 选择适当的接口和通信模块三、电动车控制器的软件设计1. 制定控制算法,实现精确控制2. 编写软件代码,实现各项功能3. 设计用户界面,提供友好的操作界面4. 实现数据存储和传输功能5. 进行软件调试和优化四、电动车控制器的性能优化1. 提高控制精度和响应速度2. 降低功耗,延长电池寿命3. 优化电机驱动参数,提高效率4. 增加故障检测和自适应控制功能5. 优化软硬件协同工作,提高整体性能五、电动车控制器的安全考虑1. 设计可靠的电源保护电路2. 设置合理的电机过流、过温保护3. 考虑防止电机反接、过压等情况4. 引入密码和认证机制,防止非法操作5. 进行严格的安全测试和验证总结:本文对电动车控制器的设计方案进行了详细阐述,包括功能需求、硬件设计、软件设计、性能优化和安全考虑等五个大点。

通过合理的设计和优化,可以使电动车控制器具备高效、可靠和安全的特性,实现电动车的优化控制和管理。

电动车控制器设计方案

电动车控制器设计方案

电动车控制器设计方案第一篇:电动车控制器设计方案电动自行车控制器设计电动自行车控制器方案2012/11/5电动自行车控制器设计目录第一章概述-------------3第二章系统需求分析-------4第三章控制器分析---------6一、电动车控制器框图------6二、控制器关键功能分析-----7第四章控制器设计----------9一、硬件设计---------9二、软件设计----------12电动自行车控制器设计第一章概述近年来,随着改革开放和经济发展日益深刻,人民生活水平日渐提高,出行交通工具也发生前所未有的变化。

老百姓出行不仅考虑快捷、方便,还追求时尚环保,因此近年来电动自动自行车日益受老百姓喜爱。

作为电动自行车,其核心控制器则是电动自行车的关键,控制的好坏决定车子的平稳、安全、舒适,因此一个功能全面、可靠性强、符合要求的控制器决定了电动自行车的质量。

为了使得电动自行车有良好的体验和可靠的质量保证,因此本文介绍一种控制器的设计方案。

电动自行车控制器设计第二章系统需求分析1、具有安全检测功能,检测电池电压,电流需要检测电池中电流,电池电流不能过大,防止损伤电池;需要检查电机中的电流,并且识别是否是电机堵转还是车子上坡或者负载过大,并且限制电机电流17A以下,在15~17A间切换,防止大电流长时间烧坏电机;检测电池电压,电池电压大于电机额定电压120%时,发出报警铃声,提醒电压过大,不能驱动电机;2、显示速度和里程数利用三位数码管显示里程数,范围0~999Km,保证每分钟更新一次;用5个发光二极管显示速度,表示5个档位,每个档位间隔速度为10Km/h,即表示的速度为10Km/h、20Km/h、30Km/h、40Km/h、50Km/h,速度在哪个档位,对应发光二极管闪亮。

3、具有转向灯控制电路当打开转向灯开关时,对应的转向灯每隔0.5秒闪一次,每次持续0.5秒电动自行车控制器设计4、照明灯控制电路当打开照明灯时,在仪表盘上显示照明打开,用一个发光二极管。

毕业设计(论文)-电动自行车智能控制器的设计与制作

毕业设计(论文)-电动自行车智能控制器的设计与制作

分类号密级无锡职业技术学院毕业设计说明书题目:电动自行车控制器设计英文题目;Design of electric bicycle controller****:***专业:机电一体化指导教师:石炳存职称:副教授毕业设计说明书提交日期:2013年4月15日地址:机电学院毕业设计任务书毕业设计任务书无锡职业技术学院机电工程系2013年2月20日目录目录摘要 (2)英文摘要 (2)第一章引言 (3)1.1电动自行车的意义及发展状况 (3)1.1.1自行车的历史背影及意义 (3)1.1.2 电动自行车的优点 (4)1.1.3电动自行车的发展前景 (4)第二章控制器系统的分析 (5)2.1 智能控制器的系统框图 (5)2.2 系统主要硬件介绍 (6)2.2.1 无刷直流电动机 (6)2.2.2 AT89C51 (8)2.2.3 MC14585B和CD4040B (9)2.3 系统具体实现方法 (10)2.3.1 无刷直流电动机的调速 (11)2.3.2 测速电路 (13)2.3.3 速度预置与显示 (14)2.3.4 电机驱动电路 (15)2.3.5 无刷直流电动机及控制器的保护 (16)第三章系统软件设计 (18)第四章结束语 (20)参考文献 (21)附录 (22)摘要电动自行车用于轻便灵活,节能环保,价格适中而得到人们的广泛使用,成为人们短途出行的理想交通工具。

同时中国具有庞大的自行车市场,电动自行车产业在中国有着非常广阔的应用前景,因此发展电动自行车具有良好的社会意义和客观的经济效益基于单片机系统为核心的,以无刷直流电动机驱动的电动自行车智能控制器的设计方案。

该系统包括PWM控制方案、速度测量和显示方案、刹车控制方案和电路保护方案等。

本设计主要是以单片机为核心,特别采用软硬件相结合的方式,可以极大地提高系统的安全性和可靠性。

关键词:电动自行车;智能控制;脉冲宽度调制;单片机;电机保护Abstrac tElectric bicycle for portable and flexible, energy-saving environmental protection, moderate in price and are widely used in people, an ideal vehicle for the people in the travel. At the same time, China has a huge market of bicycle, electric bicycle industry has a very broad application prospects in China, and so the development of electric bicycle has a good social significance This paper introduces a design program of intelligent control of the electronic bicycle which is based on the single chip computer system. It is derived by no brush DC motor.This system introduces speed PWM control project, speed measure and display project, brake control project, electro circuit protection project. This design is based on the single chip computer,its specialties adopt combining hardware with software for improving credibility and security.Key Words:electric bicycle ;intelligent control ;PWM; single chip computer;electro circuit protection第一章引言随着人们物质生活水平的提高,电动自行车作为一种新兴的交通工具正在越来越多地走进人们的生活。

电动自行车控制器的转向系统设计与控制策略

电动自行车控制器的转向系统设计与控制策略

电动自行车控制器的转向系统设计与控制策略导言:随着电动自行车的普及和发展,控制器的设计和控制策略成为了一个重要的研究领域。

其中,转向系统的设计和控制策略对于电动自行车的安全性和驾驶舒适性有着重要的影响。

本文将探讨电动自行车控制器的转向系统设计和控制策略,并提出一种可行的方案。

一、转向系统设计1. 转向系统的组成电动自行车的转向系统由转向手柄、转向齿轮、转向杆和转向轴组成。

在转向系统设计中,需要考虑这些组件的材料和尺寸选择,以及安装和连接方式。

此外,还需要考虑转向系统的内部布局和机械传动装置的设计。

2. 转向系统的可靠性和稳定性转向系统的可靠性和稳定性对于电动自行车的操控和安全性至关重要。

因此,在转向系统设计中,应考虑低摩擦材料的选择和预紧力的设计,以减少转向系统的运动阻力。

同时,还需要设计合适的系统阻尼器,以增加方向盘的稳定性和减少震动。

3. 转向系统的精度和灵敏性转向系统的精度和灵敏性直接影响到驾驶者对于车辆行驶状态的感知和操控。

为了提高转向系统的精度和灵敏性,可以在设计中采用齿轮传动装置和滚针轴承,以减少转向系统的间隙和摩擦。

此外,还需要根据电动自行车的行驶速度和转弯半径,设计合适的传动比例和转向角速度。

二、控制策略设计1. 转向系统的电动助力电动自行车的转向系统通常采用电动助力的方式,以减小驾驶者在转向时的努力。

在控制策略设计中,应合理选择电动助力的大小和响应时间。

为了提高驾驶舒适性和安全性,可以根据驾驶者的转向需求和车辆的行驶状态,动态调整电动助力的大小。

2. 转向系统的动态稳定性控制为了保持电动自行车在转向过程中的稳定性,转向系统的动态稳定性控制是必不可少的。

在控制策略设计中,可以采用PID控制器或模糊控制器来控制转向系统的稳定性。

此外,还可以利用传感器获取车辆的姿态信息,以实现转向系统的动态稳定性控制。

3. 转向系统的智能化控制现代电动自行车的控制系统通常具备智能化控制功能,可以根据驾驶者的行驶习惯和环境条件,调整转向系统的工作参数。

电动自行车控制器设计

电动自行车控制器设计

第一章绪论1.1 课题的研究意义电动自行车在上世纪60年代就开始研制,然而生不逢时。

上煎纪90年代,在环保和节能潮流游的推动下,电动自行车再次展现出新的生机。

电动自行车的出现和普及,缓解了城市的交通压力,绘人们的出行带来了极大的方便,具有良好的社会意义。

它的作用主要表现在以下几个方面:1、为人们提供一种灵活机动的出行交通工具随着改革开放的深入,几乎所有城市都在规划市政蓝图,市区范围迅速向农村伸展,城市的交通压力越来越大;同时农村“村村通公路"政策的实施,使人们出行里程明显增加。

因此合适的交通工具的出现反映了这种市场需求, 90年代初燃油助力车的火爆旺销现象就是这种供求关系的证明。

国外人们出行普遍选择小汽车,而在中国,只有少数人才能买的起小汽车,而绝大多数人还不具备买小汽车的经济能力。

同时燃油价格的飞速上涨,停车库位的紧张也阻碍了人们对小汽车的购买力。

摩托车曾一度成为人们理想的出行工具,但我国城市道路的严重不足,一般城市很难大量接纳卡车、轿车甚至摩托车,很多城市都已经“禁摩”。

电动自行车具有摩托车的优点,速度、外观、乘载货物都能与摩托车相媲美,且轻便灵活、价格适中、嗓音低,在行进过程中基本不会发生交通堵塞的情况。

因此在摩托车受限制的情况下,从市政、交通、收入等客观现状来看,选择电动自行车出行是市民比较理想的交通王具之一。

2.节能环保,缓解能源紧张问题能源紧张、环境污染、大气污染已是全球性的问题,而我国尤为严重,人口占世界20%,石油储藏量仅占l.8%,目前社会经济高速发展,对石油能源需求很大,电动自行车“以电代油",是未来交通的发展方向。

如果以电动自行车代替摩托车,可以做如下计算:一辆摩托车的l00公里油耗以2公升计算,年平均行驶l万公里,以8年寿命计算,每辆摩托车的总油耗为l.184吨。

全国年产1000万辆电动自行车,就为社会带来的油料节约高达量1184万吨。

每辆摩托车年耗油200公升,汽油以每公升4元计算,8年期内的总能源支出为6400元;电动自行车每百公里电耗约1.2度,年行驶l万公里,总电量为120度,每度电以O.5元计算,则8年内的总支出为480元,仅为摩托车油费支出的7.5%,节约费用高达5920元,以年产lOOO 万辆计算,电动自行车为人民群众节约能源支出总值达592亿元。

电动自行车控制系统的设计

电动自行车控制系统的设计

电动自行车控制系统的设计简介本文档旨在介绍电动自行车控制系统的设计。

电动自行车作为一种环保且节能的交通工具,其控制系统的设计显得尤为重要。

本文将从整体架构、功能模块以及关键技术等方面进行阐述。

整体架构电动自行车控制系统的整体架构一般包括以下几个模块:1. 电动机控制模块:负责控制电动自行车的电动机,并根据输入的信号调整电动机的转速、转向等参数。

2. 电池管理模块:用于监测电动自行车的电池状态,包括电量、温度等,并提供相应的保护机制。

3. 驱动模块:负责将电动机的输出功率传递给车轮,并控制车速等参数。

4. 控制器:作为整个系统的核心,负责协调各个模块之间的通信和数据传输,并提供用户界面。

功能模块电动自行车控制系统可包含以下功能模块:1. 动力控制:通过对电动机的控制,实现电动自行车的加速、减速、制动等动力特性。

2. 转向控制:根据用户的转向输入,控制电动自行车的转弯半径和稳定性。

3. 能量回收:通过电池管理模块实现对制动时产生的能量的回收,增加电动自行车的续航能力。

4. 照明控制:负责控制前灯、尾灯等照明设备的开关和亮度。

5. 数据记录和分析:记录电动自行车的运行数据,并进行相应的分析,为优化控制系统提供依据。

关键技术电动自行车控制系统设计中的关键技术包括:1. 无线通信技术:用于实现控制器和其他模块之间的无线通信,以提高系统的可靠性和灵活性。

2. 驱动技术:选择合适的驱动器件,并优化驱动算法,以提高电动自行车的运行效率和动力性能。

3. 电池管理技术:采用智能的电池管理系统,能够实时监测电池状态,并进行合理的电量管理和保护。

4. 数据处理和算法优化:通过合理的数据处理和算法优化,提高控制系统的响应速度和精度。

总结电动自行车控制系统的设计是实现电动自行车性能提升和安全性的重要环节。

良好的设计应考虑整体架构、功能模块和关键技术等方面。

随着科技的不断进步,我们相信电动自行车控制系统将会不断完善,为更好的出行体验提供支持。

基于单片机的电动自行车智能控制系统设计及实现

基于单片机的电动自行车智能控制系统设计及实现

基于单片机的电动自行车智能控制系统设计及实现近年来,随着社会的不断发展进步,人们的生活水平不断提高,对于交通工具的需求也更加迫切。

而电动自行车作为一种环保、经济、便利的出行工具,得到了越来越多人的青睐。

然而,普通的电动自行车还存在着一些问题,如续航能力、车速限制等,这时候电动自行车智能控制系统的出现便能够有效地解决这些问题。

一、控制系统的设计电动自行车智能控制系统主要由控制器、驱动器、传感器和人机交互界面四部分组成。

1.控制器控制器是电动自行车智能控制系统的核心部件,它主要负责控制电动自行车的电机转速和方向,以及通过接收传感器信息来监测电动车的状态。

通常情况下,我们会选择一款高性价比的单片机,如ATmega328P等,它的性能稳定、功耗低,且能够很好地支持各种外设的连接,非常适合作为电动自行车控制器的芯片。

2.驱动器驱动器是控制器和电动机之间的接口,它的主要任务是根据控制器的指令,控制电动机的工作状态。

驱动器使用高功率MOS管作为开关元件,能够支持电压和电流较大的电动机,在使用时需要特别注意安全问题。

3.传感器传感器是智能控制系统中的重要组成部分,它通过感知各种物理量的变化,并将其转换成可信的电信号,提供给控制器进行处理。

常用的传感器有速度传感器、电机温度传感器、电压传感器等,可以有效地监测电动自行车的状态,提高驾驶安全性。

4.人机交互界面人机交互界面包括显示器、按键等部分,它能够让车主实时了解电动车的状态,同时也可以通过按键来设置不同的工作模式。

智能控制系统的人机交互界面需要设计简洁易用、界面友好的界面,提高用户的体验感。

二、控制系统的实现在控制系统的实现过程中,需要注意以下几个问题:1.电路设计电动自行车智能控制系统的电路设计需要考虑到电源、开关、传感器等各个方面,保证整个系统的可靠性和安全性。

2.程序编写单片机程序的编写需要有一定的编程基础,同时需要结合控制器和驱动器的控制要求,编写出一套完整的控制程序,并对程序进行调试和优化,保证系统的稳定运行和高效性能。

电动车电动自行车控制器完整方案

电动车电动自行车控制器完整方案

电动车电动自行车控制器完整方案电动车和电动自行车的控制器的设计是整个车辆系统中至关重要的一部分。

它负责管理电池的输出、控制电机的转速以及监测车辆的状态。

以下是一个完整的电动车和电动自行车控制器方案。

1.功能需求:控制器需要实现以下几个基本功能:-电池管理:监测电池的电量、电压和电流,并确保电池的输出在安全范围内。

-电机控制:根据用户的输入,控制电机的转速和方向。

-车辆状态监测:监测车辆的速度、里程、温度等参数。

-故障诊断:检测和报告车辆系统中的故障。

2.控制器的硬件设计:控制器的硬件设计包括电池管理系统、电机驱动系统、传感器系统和控制板等。

-电池管理系统:包括电池充电管理电路和电池保护电路,以确保电池在安全范围内运行。

-电机驱动系统:包括PWM控制电路,用于控制电机的转速和方向。

-传感器系统:包括速度传感器、温度传感器和距离传感器等,用于监测车辆的状态。

-控制板:集成了上述硬件系统,并通过软件控制这些系统的功能。

3.控制器的软件设计:控制器的软件设计主要包括以下几个方面:-电池管理算法:根据电池的电量、电压和电流等信息,实现电池的充电管理和保护。

-电机控制算法:根据用户的输入,控制电机的转速和方向。

-车辆状态监测算法:处理传感器输出的数据,实时监测车辆的状态并提供准确的参数。

-故障诊断算法:通过监测和分析车辆系统中的数据,检测和报告可能的故障。

4.安全性和可靠性:控制器的安全性和可靠性是至关重要的,特别是对于电动车和电动自行车这样的交通工具。

-安全性:控制器需要具备过压、欠压、过流和短路等保护功能,以确保车辆在异常情况下安全停止。

-可靠性:控制器需要使用高品质的元器件,并经过严格的测试和验证,以确保长时间稳定运行。

总结:电动车和电动自行车控制器的设计涉及到硬件和软件两方面。

硬件设计包括电池管理、电机驱动、传感器系统和控制板等部分,软件设计包括电池管理算法、电机控制算法、车辆状态监测算法和故障诊断算法等。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

第一章绪论1.1 课题的研究意义电动自行车在上世纪60年代就开始研制,然而生不逢时。

上煎纪90年代,在环保和节能潮流游的推动下,电动自行车再次展现出新的生机。

电动自行车的出现和普及,缓解了城市的交通压力,绘人们的出行带来了极大的方便,具有良好的社会意义。

它的作用主要表现在以下几个方面:1、为人们提供一种灵活机动的出行交通工具随着改革开放的深入,几乎所有城市都在规划市政蓝图,市区范围迅速向农村伸展,城市的交通压力越来越大;同时农村“村村通公路"政策的实施,使人们出行里程明显增加。

因此合适的交通工具的出现反映了这种市场需求, 90年代初燃油助力车的火爆旺销现象就是这种供求关系的证明。

国外人们出行普遍选择小汽车,而在中国,只有少数人才能买的起小汽车,而绝大多数人还不具备买小汽车的经济能力。

同时燃油价格的飞速上涨,停车库位的紧张也阻碍了人们对小汽车的购买力。

摩托车曾一度成为人们理想的出行工具,但我国城市道路的严重不足,一般城市很难大量接纳卡车、轿车甚至摩托车,很多城市都已经“禁摩”。

电动自行车具有摩托车的优点,速度、外观、乘载货物都能与摩托车相媲美,且轻便灵活、价格适中、嗓音低,在行进过程中基本不会发生交通堵塞的情况。

因此在摩托车受限制的情况下,从市政、交通、收入等客观现状来看,选择电动自行车出行是市民比较理想的交通王具之一。

2.节能环保,缓解能源紧张问题能源紧张、环境污染、大气污染已是全球性的问题,而我国尤为严重,人口占世界20%,石油储藏量仅占l.8%,目前社会经济高速发展,对石油能源需求很大,电动自行车“以电代油",是未来交通的发展方向。

如果以电动自行车代替摩托车,可以做如下计算:一辆摩托车的l00公里油耗以2公升计算,年平均行驶l万公里,以8年寿命计算,每辆摩托车的总油耗为l.184吨。

全国年产1000万辆电动自行车,就为社会带来的油料节约高达量1184万吨。

每辆摩托车年耗油200公升,汽油以每公升4元计算,8年期内的总能源支出为6400元;电动自行车每百公里电耗约1.2度,年行驶l万公里,总电量为120度,每度电以O.5元计算,则8年内的总支出为480元,仅为摩托车油费支出的7.5%,节约费用高达5920元,以年产lOOO 万辆计算,电动自行车为人民群众节约能源支出总值达592亿元。

燃油尾气是大气污染的主要因素,尤其是燃油机动车辆的尾气排放。

电动自行车采用电能驱动,不产生任何有害气体,这是小汽车和摩托车无法比拟的。

计算一辆摩托车的尾气排放情况,以较高水平的欧II标准限值保守估算,每公里有害物质净值排放分别为:一氧化碳5.5克,碳氢化合物1.2克,氮氧化合物O.3克,仅此三项合计为7克。

年行驶1万公里,则排放有害物质净值70千克,8年寿命则总排放560千克。

由此可以,以电动自行车车代替摩托车的环境收益巨大。

以2005年为例,全国总产量若为1000万辆,则其环境总效益为:“减少有害物质总排放560万吨”。

3.电动自行车产业潜在市场巨大中国发展电动车具有独特的有利条件。

其中,一个非常重要的因素是市场。

中国人口众多,具有世界最庞大的自行车市场。

目前自行车拥有量为4亿多辆,如把10%的自行车换成电动自行车,就需4000万辆电动自行车,以每辆均价500元计算,就是60个亿,这是一个巨大的市场。

1999年5月国家质量技术监督局发布了《电动自行车通用技术条件》国家标准,为电动自行车规模化生产提供了条件,经过2003、2004年连续两年的快速发展,中国电动自行车行业呈现出一片欣欣向荣的景象。

2005年全行业电动自行车产销量在1200万辆左右,对比2004年增长率在15%-20%左右,销售规模达到150亿元。

从全球市场上看日本雅马哈、本田、三洋、松下等知名公司纷纷进入电动自行车行业且日益扩大生产规模;德、英、奥、意、美等国著名的自行车厂商和公司在也纷纷加入。

可以说,电动自行车产业有着非常广阔的应用前景。

1.2.1 电动自行车的构成电动自行车主要由四个部分组成:车架、电源(蓄电池)、电机和控制器。

车架部分不作讨论,其他部分介绍如下:1.电源(蓄电池)电源为电动自行车动力系统及控制系统提供能量。

蓄电池的电能容量、伏安特性、寿命等质量因素对整个动力系统有非常大的影响阳1。

目前电动自行车用蓄电池基本是经济实惠的铅酸电池。

大多数电动自行车采用48V12AH、36V12AH铅酸电池,24V12AH的电池由于续行里程较短,选择得比较少。

环保效能更好的镍氢电池和锂电池则因为成本较高,导致配载这两种电池的电动自行车售价偏高。

如果其成本有所下降,进而降低车的售价,那么以配载锂电池与镍氢电池为主的电动自行车将会大面积普及。

燃氢电池、纳米碳管蓄能高、寿命长、性能优良但成本高昂,随着科技的发展,它们将是未来电动自行车动力源的发展方向。

2.电机.电气技术发展到今天,各种电机的生产控制技术已经相当成熟,电动自行车电机有多种可以选择,但普遍选择的还是有刷直流电动机和无刷直流电动机(BLDCM)。

采用这两种电机的原因在于它们的控制方法简单,整车成本相对低廉,控制性能可以满足自行车要求。

无刷直流电动机控制稍复杂,但因没有电刷而在寿命、安全方面优于有刷直流电机。

电动自行车电机的驱动方式有:轮毂式驱动、中置式驱动和悬挂式驱动。

市场上电动自行车以轮毂驱动为主,而轮毂驱动又以后轮驱动为好,前轮驱动性能相对较差。

绝大多数电动自行车采用的是直流轮毂电机,它们为外转子式,这样定子可以固定在轴承上,非常适用于电动车的驱动。

3.控制器控制器是无刷直流电动机正常运行并实现各种调速伺服功能的指挥中心,它主要完成以下几个功能:(1)对转子位置检测器输出的信号、PWM调制信号、刹车信号等进行逻辑综合,为驱动电路提供各开关管的斩波信号和选通信号,实现电机的正反转和停车控制。

(2)产生PWM调制信号,使电机的电枢电压随给定速度信号而自动变化,实现电机开环调速。

(3)对电机进行速度闭环和电流闭环调节,使系统具有较好的动、静态性能。

(4)实现短路、过流、欠电压等故障保护功能。

图1.1 电动自行车控制系统图图1.1为电动自行车控制系统图,图1.2为电机控制器的详细框图,主要包括电源电路、控制电路、功率驱动电路以及检测反馈电路。

电源电路将蓄电池的提供电压经过转换,为控制电路和功率驱动电路提供工作电压;控制电路接受外部信号,控制电机运行,同时实现控制算法;功率驱动电路将控制电路输出的控制信号进行功率放大,驱动电机运行;检测反馈电路采集电机运行的各种参数,供控制电路使用。

1.2.2 无刷直流电动机的发展现状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,这一渊源关系从其名称“无刷直流’’中就可以看出。

有刷直流电动机从19世纪40年代出现以来,以其优良的转矩控制特性,在相当长的一段时间内一直在运动控制领域占据主导地位。

但是有机械接触的电刷一换向器结构一直是直流电机的一个致命弱点,它降低了系统的可靠性,限制了其在很多场合中的应用。

为了取代有刷直流电机的机械换向装置,人们进行了长期的探索。

早在1917年,Bolgior就提出了用整流管代替有刷直流电机的机械电刷,从而诞生了无刷直流电机的基本思想。

1955年,美国的D.Harrison等首次申请了用晶体管换相线路代替有刷直流电机的机械电刷的专利,标志着现代无刷直流电机的诞生。

图1.2控制器框图无刷直流电动机的发展在很大程度上取决于电力电子技术的进步。

在无刷直流电动机发展的早期,由于当时大功率开关器件仅处于初级发展阶段,可靠性差,价格昂贵,加上永磁材料和驱动控制技术水平的制约,使得无刷直流电动机自发明以后的一个相当长的时期内,性能都不理想,只能停留在实验室阶段,无法推广使用。

1970年以来,随着电力半导体工业的飞速发展,许多新型的全控型半导体功率器件(如GTR、MOSFET、IGBT)相继问世,加之高磁能积永磁材料(SmCo、NdFeB等)陆续出现,这些均为无刷直流电机广泛使用奠定了坚实的基础,无刷直流电动机系统因而得到了迅速发展。

在1978年汉诺威贸易博览会上,前联邦德国的MANNESMANN公司正式推出了MAC无刷直流电机及其驱动器,引起了世界各国的关注,随即在国际上掀起了研制和生产无刷直流电动机系统的热潮,这也标志着无刷直流电动机走向实用阶段。

随着人们对无刷直流电动机特性了解的日益深入,无刷直流电动机的理论也逐渐得到了完善。

1986年H.R.Bolton对无刷直流电动机作了全面系统的总结,指出了无刷直流电动机的研究领域。

我国对无刷直流电动机的研究起步较晚。

1987年,在北京举办的联邦德国金属加工设备博览会上,SIMENS和BOSCH两公司展出了永磁自同步伺服系统和驱动器,引起了国内有关学者的广泛注意,自此国内掀起了研制开发和技术引进的热潮。

经过多年的努力,目前,国内已有无刷直流电动机的系列产品,形成了一定的生产规模。

对于正弦波的永磁同步电动机系统,国内目前还没有系列产品生产厂家。

1.2.3 当前国内外无刷直流电动机的研究动态近年来,随着高性能永磁材料、微电子技术、自动控制技术和电力电子技术的快速发展,无刷直流电动机得到了越来越广泛的应用,范围涉及国民经济的各个领域,譬如家用电器、电动汽车、航空航天等。

当前,无刷直流电动机的研究主要集中在以下几个方面:(1)无机械式转子位置传感器控制。

转子位置传感器是整个驱动系统中最为脆弱的部件,不仅增加了系统的成本和复杂性,而且降低了系统的可靠性和抗干扰能力,同时还需要占据一定的空间位置。

在很多场合,例如空调器和计算机外设都要求无刷直流电机以无转子位置传感器方式运行。

无转子位置传感器运行实际上就是要求在不采用机械传感器的条件下,利用电机的电压和电流信息获得转子磁极的位置信息,目前比较成熟的无转子位置传感器运行控制方法有:·反电动势法一包括直接反电动势法、间接反电动势法以及派生出来的反电动势积分法等。

·定子三次谐波检测法。

·续流二极管电流通路检测法。

但现有方法都存在各自的局限性,仍在不断完善中。

(2)转矩脉动控制。

存在转矩脉动是无刷直流电机的固有缺点,特别是随着转速升高,换相导致转矩脉动加剧,并使平均转矩显著下降。

减少转矩脉动是提高无刷直流电机性能的重要方面。

(3)智能控制。

随着信息技术和控制理论的发展,在运动控制领域中,智能控制理论得到长足的发展和应用。

目前,专家系统、模糊逻辑控制和神经网络控制是三个最主要的理论和方法。

其中,模糊控制是把一些具有模糊性的成熟经验和规则有机的融入到传动控制策略中,现已成功地应用到许多方面。

随着无刷直流电机应用范围的扩大,智能控制技术将受到更广泛的重视。

1.3 电动自行车控制器的研究现状及难点电动自行车控制器的主要形式有:分立元件加少量集成电路构成的模拟控制系统、基于专用集成电路的控制系统、以微型计算机技术为核心的数模混合控制系统和全数字控制统。

相关文档
最新文档