基于STM32的电动摩托车无刷直流电机控制器的设计-毕业论文

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基于STM32的无刷直流电机控制系统研究

基于STM32的无刷直流电机控制系统研究一、本文概述随着现代工业技术的快速发展，无刷直流电机（Brushless DC Motor, BLDC）因其高效能、长寿命、低噪音等优点，在许多领域，如家电、电动汽车、航空航天等领域得到广泛应用。

然而，要想充分发挥无刷直流电机的优势，其控制系统的设计与实现显得尤为重要。

因此，本文旨在深入研究基于STM32的无刷直流电机控制系统的设计原理、实现方法以及性能优化，以期为无刷直流电机的更广泛应用提供理论支持和实践指导。

本文将介绍无刷直流电机的基本工作原理及其控制系统的组成，为后续研究奠定理论基础。

接着，将详细阐述基于STM32的无刷直流电机控制系统的硬件设计，包括电机驱动电路、电源电路、传感器电路等关键部分的设计和实现。

在此基础上，本文将重点讨论控制系统的软件设计，包括电机控制算法、运动控制策略以及保护策略等，以提升电机运行的稳定性和可靠性。

本文还将对基于STM32的无刷直流电机控制系统的性能进行优化研究，通过改进控制算法、优化硬件结构等方式，提高电机的运行效率、降低能耗，并提升系统的整体性能。

本文将通过实验验证所设计的控制系统的有效性和可靠性，为无刷直流电机的实际应用提供有力支持。

本文旨在全面、深入地研究基于STM32的无刷直流电机控制系统的设计、实现及性能优化，为无刷直流电机的广泛应用提供理论支持和实践指导。

通过本文的研究，期望能够为相关领域的研究人员和技术人员提供有益的参考和启示。

二、无刷直流电机控制理论基础无刷直流电机（Brushless DC Motor, BLDC）是一种通过电子换相器替代传统机械换向器的直流电机。

它结合了直流电机和同步电机的优点，具有高效、高转矩密度、低噪音和低维护成本等特点，因此在许多应用中逐渐取代了传统的有刷直流电机。

无刷直流电机主要由定子、转子、电子换相器和位置传感器组成。

定子上的绕组通过电子换相器供电，形成旋转磁场。

转子上的永磁体在这个旋转磁场的作用下转动，实现电能到机械能的转换。

基于stm32的直流无刷电动机调速系统设计_开题报告

毕业设计开题报告
题目：基于STM32的直流无刷电动机
调速系统设计
学院：
学生：
学号：
指导教师：
完成时间：
四、所需条件及落实措施：
1.理论基础：
常用无刷直流电机的逆变器采用三相桥式主回电路的控制方式一般有2 种：二二
导通模式和三三导通模式，根据图2换相时序图可知，这两种工作方式，一个周期
都存在6 种导通状态，以60°电角度为间隔改变。

由于两种导通模式相比较，二二导通较三三导通方式电磁转矩更大，稳定性更好，而且结合本文的反电动势检测法，使控制更为简单。

所以本系统设计采用的是传统的二二导通模式，即任意时刻都有而且只有2 只开关管导通。

可以推出功率管的导通顺序依次是：T6、T1-> T1、T2-> T2、T3-> T3 、T4 ->T4、T5-> T5、T6。

每个功率管导通120°电角度，之间间隔60°电角度，并处于关断状态，可以很好的避免死区的产生而发生主回路直通短路，此种工作方式称为两相导通星型三相6 状态方式。

由此可见逆变器功率管的换相时刻精准确定就成为了调速控制的重中之重。

图2 直流无刷电动机的工作原理
2.设备和器材：
示波器、万用表、电烙铁、焊锡丝、螺丝刀、直流无刷电动机、导线若干、电子元。

基于 STM32 的电动车控制器软件—设计文档

软件设计说明书目录摘要 (3)1详细设计 (3)1 .1软件简述 (3)1 .2软件功能描述 (4)1 .3温度检测及显示模块设计 (6)1 .4热释电红外传感模块 (9)1 .5中断子程序设计 (12)1 .6中断子程序设计 (13)2编程协定 (14)2 .1操作系统 (14)2 .2调试工具 (15)2 .3编译链接工具 (15)摘要为了响应国家高效节能、低碳环保的可持续发展战略，各大生产厂商纷纷开始研制各种新型环保节能交通工具，在这种严峻的情况下，电动车等新型交通工具的出现无疑给人们带来很大希望。

电动车以其低污染、高效率、节能环保的特点受到了开发人员和普通大众的喜爱，并在逐渐替代那些高污染、低效率的交通工具，从而在一定程度上缓解了能源短缺和环境污染问题给人们带来的困扰。

电机及其控制器是电动车的核心，而电机作为电动车的动力源头，无疑是电动车最重要的组成部分。

传统的有刷直流电机调速范围宽、起动转矩大、机械性能好，因而长期以来一直广泛应用于各种电机伺服驱动系统，然而由于传统直流电机自身带有电刷和换向器的结构缺陷，工作时电机的换向器容易产生电火花，使得电机的可靠性大大降低，而且电机长时间工作还会严重磨损电刷，直接影响着电机的性能和使用寿命。

近年来，随着稀土永磁新材料的开发、自动控制技术以及电力电子技术，特别是大功率开关器件的快速发展，使得无刷直流电机也得到了迅速发展和广泛认可。

无刷直流电机既保留了有刷直流电机调速范围宽、起动转矩大、运行效率高等直流电机的优良特性，同时也摒弃了有刷直流电机存在电刷和换向器的结构缺陷，使得电机结构更加简单，运行更加可靠，性能更加优良，因而在当今国民经济的各个领域得到了广泛应用，目前无刷直流电机的应用已从最初的军事工业领域，迅速发展到了航空航天、信息、医疗、家电以及工业自动化等众多领域。

关键词控制器低碳环保1 详细设计1 .1软件简述为无刷直流电机的工作原理框图，它主要由直流电源、控制器、电子开关电路、位置传感器和电动机本体等部分组成，其中外部直流电源用于为整个系统提供工作电压。

基于STM32的电机驱动系统的设计毕业设计论文

毕业设计论文基于STM32的电机驱动系统的设计毕业设计（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。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

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涉密论文按学校规定处理。

作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。

基于STM32的直流电机PWM调速控制

(《嵌入式系统及接口技术》课程大作业)课程名称：嵌入式系统及接口技术班级专业：姓名学号：指导老师：电动摩托车控制器中的电机PWM调速摘要：随着“低碳”社会理念的深入，新型的电动摩托车发展迅速，逐渐成为人们主要的代步工具之一，由于直流无刷电机的种种优点，在电动摩托车中也得到了广泛应用，因此，本文控制部分主要介绍一种基于STM32F103芯片的新型直流无刷电机调速控制系统，这里主要通过PWM技术来进行电机的调速控制，且运行稳定，安全可靠，成本低，具有深远的意义。

1.总体设计概述1.1 直流无刷电机及工作原理直流无刷电机（简称BLDCM），由于利用电子换向取代了传统的机械电刷和换向器，使得其电磁性能可靠，结构简单，易于维护，既保持了直流电机的优点又避免了直流电机因电刷而引起的缺陷，因此，被广泛应用。

另外，由于直流无刷电机专用控制芯片价格昂贵，本文介绍了一种基于STM32的新型直流无刷电机控制系统，既可降低直流无刷电机的应用成本，又弥补了专用处理器功能单一的缺点，具有重要的现实意义和发展前景。

工作原理：直流无刷电机是同步电机的一种，其转子为永磁体，而定子则为三个按照星形连接方式连接起来的线圈，根据同步电机的原理，如果电子线圈产生一个旋转的磁场，则永磁体的转子也会随着这个磁场转动因此，驱动直流无刷电机的根本是产生旋转的磁场，而这个旋转的磁场可以通过调整A、B、C三相的电流来实现，其需要的电流如图1所示随着我国经济和文化事业的发展，在很多场合，都要求有直流电机PWM调速系统来进行调速，诸如汽车行业中的各种风扇、刮水器、喷水泵、熄火器、反视镜、宾馆中的自动门、自动门锁、自动窗帘、自动给水系统、柔巾机、导弹、火炮、人造卫星、宇宙飞船、舰艇、飞机、坦克、火箭、雷达、战车等场合。

1.2 总体设计方案总体设计方案的硬件部分详细框图如图1所示。

图1 总体方案系统框图该方案主要运行状况如下：通过摩托车车把的转动来改变其机械位置，然后这个变量通过ADC 转换后，传送其调速信号给STM32F103，另外，霍尔传感器将其对电机速度的检测信号也传送给STM32，在STM32中，首先根据ADC 的值改变PWM 波形，并且与霍尔传感器的检测信号进行叠加，最终输出叠加后的PWM 波形给功率驱动电路，从而驱动电机并对其进行速度的控制和调节。

基于STM32的电动车控制器的研究

3、操作系统：为了提高效率和安全性，我们可以考虑在STM32上运行一个嵌入式操作系统。常见的嵌入式操作系统包括Linux、FreeRTOS和Windows IoT等。这些操作系统可以提供多任务调度、内存管理、设备驱动程序等功能。
4、应用程序框架：为了简化软件开发过程和提高代码重用率，我们可以使用应用程序框架。这些框架提供了各种常用功能和API函数库，如GPIO控制、ADC 读取、串口通信等。
结论与展望
本次演示基于STM32单片机，设计并实现了一种二轮自平衡电动车系统。通过合理的系统设计和实验验证，本系统具有较高的稳定性和灵敏度，能够实现高精度的速度、位置和角度控制。然而，仍存在一些不足之处，如对复杂路况的适应性有待进一步提高。
未来研究方向可以包括以下方面：1）研究更加智能化的控制算法，以适应更加复杂的路况和环境；2）引入人工智能和机器学习等技术，提高系统的自我学习和自我适应能力；3）优化传感器布局和系统结构，降低成本的同时提高系统的性能和可靠性；4）研究更加环保和高效的电池管理系统，以提高电动车的续航能力和使用寿命。
3、网络连接：为了实现远程控制和监控智能家居系统
1、开发工具：常用的STM32开发工具包括Keil MDK、IAR Embedded Workbench和System Workbench等。这些工具提供了集成开发环境和相应的编译器，可以方便地编写、调试和烧录程序。
2、编程语言：在编写软件程序时，我们通常使用C或C++编程语言。这些语言具有高效、可读性强和易于维护等特点，是嵌入式系统开发的首选语言。
2、数据处理：为更好地监控电动车的状态，我们需要对采集的数据进行处理和分析，如车速计算、电池电量估算等。
3、人机交互：为实现便捷的人机交互，我们需要设计友好的界面和操作方式，如通过手机APP或车载显示屏进行参数设置和监控。

基于stm32的无刷直流电机控制系统设计

基于STM32的无刷直流电机控制系统设计随着现代工业技术的不断发展，无刷直流电机在各行各业中得到了广泛的应用。

无刷直流电机具有结构简单、效率高、寿命长等优点，因此在工业控制系统中得到了广泛的应用。

为了更好地满足工业生产的需求，研发出一套基于STM32的无刷直流电机控制系统，对于提高工业生产效率、减少人力成本具有非常重要的意义。

1. 系统设计需求1.1 电机控制需求电机控制系统需要能够实现对无刷直流电机的启动、停止、加速、减速等控制功能，以满足不同工业生产环境下的需求。

1.2 控制精度要求控制系统需要具有较高的控制精度，能够实现对电机的精确控制，提高生产效率。

1.3 系统稳定性和可靠性系统需要具有良好的稳定性和可靠性，确保在长时间运行的情况下能够正常工作，减少故障率。

1.4 节能环保控制系统需要具有节能环保的特点，能够有效降低能耗，减少对环境的影响。

2. 系统设计方案2.1 选用STM32微控制器选用STM32系列微控制器作为控制系统的核心，STM32系列微控制器具有性能强大、低功耗、丰富的外设接口等优点，能够满足对控制系统的各项要求。

2.2 传感器选型选用合适的传感器对电机运行状态进行监测，以实现对电机的精确控制，提高控制系统的稳定性和可靠性。

2.3 驱动电路设计设计合适的驱动电路，能够实现对无刷直流电机的启动、停止、加速、减速等控制，并且具有较高的控制精度。

2.4 控制算法设计设计优化的控制算法，能够实现对电机的精确控制，提高控制系统的稳定性和可靠性，同时具有节能环保的特点。

3. 系统实现与测试3.1 硬件设计按照系统设计方案，完成硬件设计，并且进行相应的电路仿真和验证。

3.2 软件设计编写控制系统的软件程序，包括控制算法实现、传感器数据采集和处理、驱动电路控制等方面。

3.3 系统测试对设计好的控制系统进行各项功能测试，包括启动、停止、加速、减速等控制功能的测试，以及系统稳定性和可靠性的测试。

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。

基于STM32无位置传感器无刷直流电机控制器设计

基于STM32无位置传感器无刷直流电机控制器设计一、本文概述本文主要探讨了基于STM32无位置传感器无刷直流电机控制器的设计。

随着现代科技的不断进步，电机控制技术也在日益成熟。

无刷直流电机（Brushless DC Motor, BLDC）作为一种高效、低噪音的电机类型，被广泛应用于各种工业和消费电子产品中。

然而，传统的无刷直流电机控制器通常需要位置传感器来监测电机的运行状态，这不仅增加了系统的复杂性和成本，还可能因为传感器的故障或误差影响电机的控制效果。

针对这一问题，本文提出了一种基于STM32的无位置传感器无刷直流电机控制器设计方案。

该方案利用STM32微控制器强大的处理能力和灵活的编程接口，结合先进的电机控制算法，实现了对无刷直流电机的无位置传感器控制。

文章首先介绍了无刷直流电机的基本原理和控制方法，然后详细阐述了基于STM32的无位置传感器控制器的硬件和软件设计，包括电机驱动电路、电流采样电路、控制算法等关键部分。

通过实验验证了所设计的无位置传感器无刷直流电机控制器的有效性和可靠性，为无刷直流电机的无位置传感器控制提供了一种新的解决方案。

本文的研究不仅有助于推动无刷直流电机控制技术的发展，还可为相关领域的研究人员和工程师提供有益的参考和借鉴。

通过深入研究和不断优化无位置传感器无刷直流电机控制器的设计，有望进一步提高电机的控制精度和效率，降低系统成本和维护难度，推动无刷直流电机在更多领域的应用。

二、无刷直流电机基本原理无刷直流电机（Brushless Direct Current，简称BLDC）是一种采用电子换向器替代传统机械换向器的直流电机。

它利用电子换向技术，实现了电机的高效、低噪音、长寿命运行。

无刷直流电机通常由永磁体、定子、转子和电子控制器四部分组成。

无刷直流电机的基本工作原理是电磁感应和换向控制。

当电机定子上的线圈通电时，会产生一个旋转磁场。

这个旋转磁场会与转子上的永磁体相互作用，从而使转子产生旋转力矩。

基于STM32F103的直流无刷电机电流控制

基于STM32F103的直流无刷电机电流控制摘要：STM32F103作为一种高性能、低功耗的微控制器，广泛应用于电机控制领域。

本文基于STM32F103设计了一种直流无刷电机电流控制系统。

通过ADC采样电机电流，通过PID算法控制PWM输出，达到对电机电流进行精确控制的目的。

实验结果表明，该系统可以有效地实现直流无刷电机电流控制，为直流无刷电机控制领域提供了一种有效的解决方案。

关键词：STM32F103、直流无刷电机、电流控制、PWM、PID算法正文：直流无刷电机具有体积小、转速高、效率高等优点，在智能电动工具、汽车电子等领域都有广泛的应用。

在直流无刷电机控制中，电流控制是一项非常重要的控制方法。

本文基于STM32F103设计了一种直流无刷电机电流控制系统。

该系统采用了PID算法控制PWM输出，以达到对电机电流的精确控制。

注意，为了保证控制效果，我们必须在电机电流采样后进行一定的滤波，以消除采样误差及外界干扰，保证系统的稳定性和精度。

本文中，我们使用了一阶低通滤波器进行电流滤波处理。

在硬件方面，我们采用了STM32F103微控制器作为主控核心，配合各类传感器和驱动芯片。

在软件方面，我们采用了Keil MDK-ARM软件开发工具和STM32F1开发包进行开发实现。

实验表明，该系统能够实现对直流无刷电机的稳定电流控制，并能够在实际应用中取得良好的效果。

该系统具有技术先进、成本低廉、易于移植等优点，可以为直流无刷电机控制领域提供一种有效的解决方案。

结论：本文基于STM32F103设计了一种直流无刷电机电流控制系统，采用了PID算法控制PWM输出，以达到对电机电流的精确控制。

实验结果表明，该系统能够有效地实现直流无刷电机电流控制，为直流无刷电机控制领域提供了一种有效的解决方案。

接下来，本文将进一步探讨STM32F103在直流无刷电机电流控制领域的应用。

首先，我们将介绍STM32F103的特点和优势，以及在电机控制中的应用。

基于STM32的无刷直流电机控制器

基于STM32的无刷直流电机控制器发布时间：2014-05-07 作者：周文君官洪运摘要：无刷直流电机是永磁式同步电机的一种。

它既具备交流电机结构简单、运行可靠、维护方便等优点，又具备直流电机运行效率高、调速性能好等特点，而且还有起动力矩大、起动电流小、噪声低、体积小等优点，因此被广泛应用于工业控制领域。

STM32F107系列芯片是具有ARM Cortex-M3内核的可用于工业控制领域的芯片，具有强大的处理能力和丰富的片载外设，非常适合制作低价位的无刷直流电机的控制器。

本文研究了模糊自适应PID控制算法在无刷直流电机中的应用，并设计了低价位的STM32F107VCT6来控制无刷直流电机，完成了无刷直流电机控制器的制作及调试工作。

实验结果表明，与传统的PID控制相比，模糊自适应PID控制的无刷直流电机控制系统具有转速响应快，超调量小等优点，使系统对扰动和参数变化都具有较强的鲁棒性，达到了较好的控制效果；而且基于STM32的控制器价位低。

关键词：无刷直流电机；自适应；PID控制；参数自整定；STM320 引言无刷直流电机的起动力矩大，起动电流小，运行效率高，调速性能好，噪声低，体积小，被广泛应用于工业生产控制领域。

但是，它又具有时变性、非线性、强耦合等特点，传统的PID 控制难以达到控制器的性能要求。

本文在传统的PID 控制基础上采用模糊自适应算法，自动实现对PID参数的自整定。

学者们研究出了许多以单片机或DSP 为核心的数字控制器。

然而，以单片机为核心的控制器虽然性能好，但运算速度和内存有限，难以运行许多复杂的控制算法；以DSP （Digital Signal Processor）为核心的控制器虽然可以实现一些复杂的控制算法，但是DSP芯片的成本相对较高，设计复杂，研发周期长，成本高。

意法半导体公司在2007 年推出了最新的32 位闪存微控制器——STM32系列芯片，使用ARM 公司最新的突破性的Cortex-M3 内核，能满足现代嵌入式系统的要求，并且特别为无刷直流电机提供了 6 路脉宽调制信号（PWM）输出。

基于stm32的电动摩托车无刷直流电机控制器的

2015届毕业生毕业论文题目: 基于STM32的电动摩托车无刷直流电机控制器的设计2015 年5月20日摘要电动摩托车具有零排放、低噪声等许多优点,是现代绿色环保交通工具,由于比较方便、快捷,所以许多人选择它作为自己的出行工具，成为大中城市公共交通的补充。

电动摩托车上一般用的都是无刷直流电机，所以电动摩托车控制器的质量非常重要。

本文首先介绍了无刷直流电机结构和换向原理，紧接着介绍了波脉宽调速原理直和流无刷电机的工作原理。

然后做相关的电路图设计，主控芯片的选择、电流检测电路、霍尔位置传感器信号检测电路、电源转换与电压采样电路、电机驱动电路设计、刹车和调速电路设计、STM32 芯片无刷电机控制接口电路，这些电路图设计是控制器的关键部分。

接着叙述了软件部分的设计，主要包括：主程序的设计、过流保护、欠压保护、电制动程序等。

通过输入程序可以改变PWM波的占空比，所以电枢电压的大小也可以调节，进而调节转速。

最后采用STM32单片机为控制核心,设计了电流检测保护电路、位置信号检测电路、电源转换电路、欠压保护电路等,由于单片机成本低、功能强大、运算能力强等优点,提高了控制系统的可靠性的同时,也降低了控制成本。

我们不仅完成电机控制器的设计，同时也加深了相关知识的理解和联系。

关键词：无刷直流电机、stm32、电路设计、目录1、绪论 (3)1.1电动车的现状 (3)1.2研究电动车的意义 (4)1.3本论文的主要工作 (4)2无刷直流电机控制系统的设计 (5)2.1. 直流无刷电机的结构 (5)2.2 直流无刷电机的工作原理和控制方法 (6)2.3 单片机选型 (8)2.4 无刷直流电机选型 (11)3系统硬件电路的设计 (13)3.1硬件系统总体结构设计 (13)3.2电源电路设计 (13)3.3无刷直流电机霍尔位置传感器接口电路设计 (14)3.4 刹车和调速电路设计 (15)3.5过流保护电路 (16)3.6三相全桥驱动电路 (17)3.7 过压、欠压保护电路 (18)4系统软件设计 (19)4.1 系统整体软件设计 (20)4.2直流无刷电机控制的软件设计 (22)4.3系统各部分功能在软件中的实现 (24)4.4 STM32检测霍尔信号和输出PWM软件设计 (25)5.总结和展望 (27)致谢 (29)参考文献 (30)附录 (31)1、绪论1.1电动车的现状随着我国经济的快速发展和城市化进程的加快,机动车保有量逐渐增加,环境污染也因此越来越严重,所以寻找低排放的技术和可再生资源称为一个重要课题。

学位论文-—电动摩托车控制器设计

毕业设计(论文)课题名称电动摩托车控制器设计学生姓名学号系、年级专业电气工程系、07电气工程及其自动化指导教师职称副教授摘要电动摩托车以其价格低廉、节能环保等一系列优点，近几年在我国得到飞速发展，逐步成为城市居民的重要交通工具。

电控系统是电动摩托车的核心部件，其控制器的性能是决定电动摩托车稳定可靠运行的重要因素。

因此研究一种价格合理、性能优良的电动摩托车控制器具有很高的应用价值和一定的社会意义。

本文分析了电动摩托车的发展趋势，以及无刷直流电机能在电动摩托车驱动领域得到广泛应用的原因，并讨论了电动摩托车无刷直流驱动电机的控制方法。

本文以电动摩托车控制器为研究目标，采用无刷直流电机专用控制芯片MC33033为控制芯片，以功率器件MOSFET为开关器件驱动电机，实现对额定电压为42V的永磁无刷直流电机的控制。

关键词：控制器；电动摩托车；直流无刷电机；MC33033；MOSFETABSTRACTThe electric motorcycle is very cheap and it call relieve the atmospheric pollution in cities；moreover it can accelerate the tempo of life．Therefore，the society demand of electric motorcycle is huge．As the key part of the electric control system on this motorcycle，the DC brushless machine controller becomes a concerned hotspot recently．So the research of this task has some social meaning．The developmental trend of electric-motorbike is discussed in the object of this paper. The reasons that BLDC motor largely used in electric-motorbike driving are explained, and controlling means of electric-motorbike are discussed. The object of this paper is the controller electric-motorbike．This design uses a brushless DC motor for the control of dedicated control chip MC33033 chip, in order to power MOSFET devices as the switching device drive motor, to achieve the rated voltage is 42V brushless dc motor control. Keywords: Controller; Electric motorcycle; Brushless DC motor; MC33033; MOSFET目录摘要 (I)ABSTRACT (III)1概述 (1)1.1课题的研究背景及发展状况 (1)1.2电动摩托车的组成 (4)1.3设计的基本要求 (6)2车用无刷直流电机的控制系统 (7)2.1车用无刷直流电机的工作原理及数学模型 (7)2.2车用无刷直流电机的调速方法 (17)2.3车用无刷直流电机的位置检测 (17)3 系统元器件选择 (20)3.1控制芯片MC33033 (20)3.2功率器件MOSFET (24)3.3无刷电机驱动芯片IR2103 (27)3.4闭环无刷电机适配器MC33039 (28)4系统电路设计 (29)4.1系统总体设计方案 (29)4.1电源电路设计 (29)4.2驱动电路设计 (30)4.3刹车电路设计 (31)4.4调速电路设计 (31)4.5钥匙开关设计 (32)4.6整体电路图 (33)总结 (35)参考文献 (36)致谢 (37)附录1 (38)附录2 (39)1概述1.1课题的研究背景及发展状况人类在进入工业化社会之后，大量使用地球上石油、煤等化石能源，使得空气中的二氧化碳和二氧化硫急剧增加，造成了酸雨蔓延和温室效应，特别是二十世纪后期，酸雨大面积扩展，几乎蔓延至所有国家，“厄尔尼诺现象”、“拉尼拉现象”频繁出现。

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。

基于STM32的无刷直流电机驱动器设计

基于STM32的无刷直流电机驱动器设计利用主控制器STM32所具有的优势，设计无位置传感器无刷直流电机为控制对象的驱动器，包括功率驱动电路、三相逆变电路、反电动势检测电路和电流与电压监测电路。

该驱动器设计成本较低，具有一定的应用价值。

标签：STM32；无位置传感器；无刷直流电机1 概述与8位单片机有限指令和性能相比，32位STM32处理器的工作频率达到72MHZ，处理能力达到1.25DMIPS，能实现高端运算能力；与32位DSP高成本和高功效相比，32位STM32处理器具有出众的功耗控制和明显价格优势，同时其内部高度集成，具有创新而丰富的外设，更加利于控制系统的开发。

同时STM32中的STM32F103增强型系列具有专门为实现电机控制的高级定时器，以及转换速度为1MHZ、精度为12位的ADC[1]。

无刷直流电机既具有直流电机调速性能良好、运行效率较高等的特征，又具有交流电机构造简单、故障率低等的特点，具备两者优势，具有广阔应用前景。

无刷直流电机分为有位置传感器和无位置传感器两种，两者相比，后者具有许多优势：缩小了无刷电机的体积和成本；增强了抗干扰能力，扩大在高温、高腐蚀性等特殊场合的使用范围；提高了系统可靠性，降低电机的维护工作量[2]。

本设计以无位置传感器无刷直流电机为控制对象。

2 硬件设计2.1 硬件总体结构利用STM32较强控制性能及丰富外设，使硬件设计较为简单，所占空间较小，进一步降低成本，图1所示为驱动器硬件框图，以STM32为控制核心，包括电源电路、功率驱动电路、三相逆变电路、反电动势检测电路、电流监测电路、电压监测电路和串口通信电路。

在设计中选用STM32F103型号，其I/O口分配为：PA8端口（TIM1_CH1）、PA9（TIM1_CH2）端口和PA10（TIM1_CH3）端口分别与功率驱动电路的高边控制端HIN相连，PD9、PD10和PD11端口分别与低边控制端LIN相连；PA1（ADC1_IN1）、PA2（ADC1_IN2）和PA3（ADC1_IN3）端口与反电动势检测电路相连；PC0（ADC1_IN10）端口与电流监测电路相连；PC1（ADC1_IN11）端口与电压监测电路相连；PD5、PD6端口与通信电路相连；PC6、PC7端口分别与两个LED灯相连，作为警报信息；预留的IO管脚可用于后期的扩展开发。

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STM32的直流无刷无感电机的控制系统研究

南阳理工学院本科生毕业设计（论文）学院：电子与电气工程学院专业：电子信息工程学生：指导教师：薛晓完成日期2014 年 5 月南阳理工学院本科生毕业设计（论文）直流无刷电机的控制系统设计与实现Design of Brushless DC Motor Controller and Implementation总计： 21 页表格： 2 个插图： 27 幅南阳理工学院本科毕业设计（论文）直流无刷电机控制系统设计与实现Design of Brushless DC Motor Controller and Implementation学院（系）：电子与电气工程学院专业：电子信息工程学生姓名：学号：指导教师（职称）：薛晓（讲师）评阅教师：完成日期：南阳理工学院Nanyang Institute of Technology直流无刷电机控制系统设计与实现电子信息工程专业[摘要]直流无刷无感直流电机具有体积小、调速性能好、重量轻、效率高等优点，目前在很多领域得到了的应用。

本课题设计的是无刷无感直流电机的控制，包括无刷直流电机无位置传感器控制系统和无刷无感直流电机的基本结构、工作原理、数学模型等理论进行了分析和论述，为直流电机的控制提供理论依据。

用matlab guide设计了上位机界面来进行PID参数的整定。

本课题设计了直流无刷电机的控制系统并进行了调试。

用STM32进行控制。

实验结果表明设计的转子位置检测可以很好的检测电机的反电势过零点信号，进而保证电机的正确换相和稳定运行。

整个系统可以控制无刷无感直流电机顺利启动，并通过滑动变阻器实现电机的调速。

[关键词] 无刷直流电机；电机驱动；换相；反电势Design of Brushless DC Motor Controller and ImplementationElectronic Information Engineering SpecialtyAbstract:The brushless DC motors have the advantage of small,good debugging performance,low weight,and high efficiency. So it has been widely used now. And this restricts the industrial drive applications,After the attachment with sensorless control. This paper mainly reserches the sensorless control technology for BLDCM,designs and control BLDCM without position sensor. I use MATLAB guide to debug PID parameter.designing a controller of brushless DC motor and do some experiments for this control system. I use the STM32 MCU as the core microprocessor of hardware system.The results of the experiment show that the rotor position detection system can perfectly detect the location of back-EMF zero-crossing signal,and ensuring the correct motor commutation and stable operation.The whole control system can control the brushless DC motor stating smoothly,and use the Sliding rheostat to achieve speed control.Key words：Brushless dc motor；motor drive；commutation; back-emf目录1 引言 (1)1.1 题目综述 (1)1.2 国内外研究状况 (1)1.3 课题设计的主要内容 (1)2 系统设计目标和设计方案 (2)2.1系统设计目标 (2)2.2控制系统结构总体框图的设计 (2)2.3硬件系统方案论证 (3)2.3.1 控制器芯片选型 (3)2.3.2 无刷直流电机的选型 (3)2.3.3驱动电路的选型 (4)2.3.4位置检测器件选型 (4)3控制系统的工作原理和硬件设计 (5)3.1直流无刷电机的工作原理 (5)3.2无刷电机的反电势法位置检测原理 (6)3.3电源模块 (6)3.4 MCU控制模块 (7)3.5 IPM功率模块 (8)3.6反电势位置检测模块 (10)3.7 隔离电路设计 (10)3.8 速度改变电路设计 (11)4 系统软件设计 (11)4.1软件总体设计 (11)4.2软件总体设计流程图 (12)4.3无刷无感直流电机开环启动模块 (12)4.4无刷直流电机位置检测及电机转速模块 (13)4.5 AD采样改变PWM占空比模块 (14)4.6 PID计算模块 (14)4.7 matlab gui 串行通信界面设计 (15)5直流无刷无感电机测试结果及结果分析 (16)5.1 H_PWM_L_PWM的波形 (16)5.2端电压对地波形 (16)5.3位置检测波形 (17)5.4电流波形 (17)5.5实物图 (18)结束语 (19)参考文献 (20)致谢..................................................... 错误！未定义书签。