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          基于AVR單片機(jī)的無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

          作者:姬程鵬 王媛 時(shí)間:2011-11-30 來(lái)源:電子產(chǎn)品世界 收藏

            嚴(yán)格地講,永磁無(wú)刷直流電機(jī)是一個(gè)多變量、非線性系統(tǒng),線性是在一定的范圍內(nèi)和一定程度上對(duì)永磁無(wú)刷直流電機(jī)系統(tǒng)的近似描述。而在對(duì)永磁無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)的精度和性能要求較低的應(yīng)用場(chǎng)合,可以忽略系統(tǒng)的非線性,或者局部線性化后,在一定范圍內(nèi)可以滿足對(duì)控制的要求。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/126489.htm

            控制系統(tǒng)硬件總體構(gòu)架

            系統(tǒng)硬件主要由控制電路、驅(qū)動(dòng)電路、顯示電路、RS-232接口電路組成,如圖1控制系統(tǒng)硬件框圖所示。

            

           

            由永磁無(wú)刷直流電機(jī)運(yùn)行原理可以知道,永磁無(wú)刷直流電機(jī)的平均工作電流與轉(zhuǎn)速成反比例函數(shù)關(guān)系,也即轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速成線性關(guān)系,因此控制無(wú)刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)速就可以控制其電磁轉(zhuǎn)矩,而且永磁無(wú)刷直流電機(jī)通過(guò)改變電源電壓實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速。從圖1可以看出,本系統(tǒng)是速度閉環(huán)和電流閉環(huán)雙閉環(huán)控制系統(tǒng)?;魻栁恢脗鞲衅鞯奈恢眯盘?hào)經(jīng)信號(hào)處理后送專用驅(qū)動(dòng)芯片后產(chǎn)生一個(gè)速度脈沖信號(hào)經(jīng)處理轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)速,再運(yùn)用增量式PID算法,得到PWM控制信號(hào)經(jīng)過(guò)光耦隔離電路驅(qū)動(dòng)專用集成驅(qū)動(dòng)芯片閉環(huán)控制轉(zhuǎn)速,并且霍爾電流傳感器檢測(cè)的電流信號(hào)進(jìn)入Atmega 16L單片的A/D轉(zhuǎn)換器[3-4],將電流模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后進(jìn)行電流閉環(huán)控制。同時(shí),還監(jiān)控控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài),當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)短路、過(guò)流、過(guò)壓等故障時(shí),將封鎖PWM輸出信號(hào),使電機(jī)停機(jī),并通過(guò)LED電路顯示故障。

            PWM信號(hào)產(chǎn)生及處理電路

            Atmega 16L產(chǎn)生的PWM信號(hào)通過(guò)光電藕合器產(chǎn)生同周期的PWM信號(hào),經(jīng)分壓濾波之后輸出一個(gè)O-5V的用于驅(qū)動(dòng)電路的調(diào)速電壓。為了起到隔離效果,在光電耦合器輸入端采用與Atmega 16L相同的5V電壓,在輸出端采用給電機(jī)供電的12V電壓。采用穩(wěn)壓二極管使光電耦合器穩(wěn)到9V,它的PWM信號(hào)經(jīng)兩級(jí)RC濾波之后變得平滑,并且光電耦合器的兩端分別接地,所以光電耦合器起到了主控電路與驅(qū)動(dòng)電路電氣隔離作用。

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