基于单片机的低压直流电机控制系统设计文献综述
摘要：
低压直流电机以其独特的特点可以在无速度传感器和无位置传感器系统中实现精确的开环状态定位或同步运行。我们通过调节发送给低压直流电机的步进脉冲个数来实现精确的位移或者角度定位，而调节发送的步进脉冲频率就可以实现速度调节，这些都有利装置或设备的小型化和低成本，因而在众多领域中得到广泛的应用。
关键词：单片机；正弦脉宽调制；低压直流电机
- 国外相关研究
目前国外电机控制器生产企业有丰田、本田、日立、福特、通用等汽车公司和大陆、博世集团、德尔福等汽车电子零部件企业，而且已有很多成熟产品。丰田公司的 THS-II电机及驱动控制系统的 ECU 采用 32 位计算机，接收来自传感器和 ECU（发动机 ECU、电动转向 ECU）信息，计算车辆所需扭矩和功率，将计算结果发给发动机 ECU、变频器总成、蓄电池 ECU 和制动防滑控制 ECU。THS II 通过提升电源系统的电压使电机功率提高到原来的 1.5 倍，在减速、制动和下坡时还能回收能量以供再利用；富士通公司专门针对新能源汽车的电机控制 32 位高性能 MCU MB91580 系列，内部集成了三相电机驱动、RDC 电路和 Flexray/CAN 总线，适合于 EV/HEV 电机的驱动控制，该驱动电机控制芯片拥有专用嵌入旋转变压器感应器接口，能够开拓性地控制电动汽车和混合动力汽车中使用的三相电机；博世的 EVM100 串励电机控制器采用最新技术的功率晶体管（MOSFET)，完善的自诊断功能和保护功能，可靠的微处理器控制技术，控制参数可调整，可以适应各种电动车辆，使车辆的性能达到最佳状态码，故障码显示，加强的安全保障电路，减少因外部器件损坏对控制器造成的损坏。为了控制器能够更好地发展，由全世界的汽车公司、零部件供应商和汽车电子、软件公司共同建立汽车开放系统架构联盟，制作了 AUTOSAR 标准，可以简化 ECU 软件开发流程并具有复用性，电机控制器日趋标准化。
- 国内相关研究
国内研发电机控制器的一般方案是由微处理器实现的嵌入式技术，通过编写程序代码以满足纯电动汽车运行要求，基本上是通过采取电子式加速踏板、制动、档位和速度信号等，通过主控制器、电池能源管理系统和电机控制器以及保护系统等进行相互通讯，以驱动和控制。天津大学研发的由微控制器、开关信号和模拟信号调节以及仪表参数显示、继电器通断以及高、低速 CAN 总线接口、信息存储器、电源管理模块和信号通讯等模块组成的控制器，采集控制意图，通过 CAN 总线获取电机和能源系统的相关参数，分析和计算后确定的运行状态，然后给电机驱动系统和能源管理系统指令，实现对运行状态进行监控、协调和管理，提高整车能源利用率，增加续驶里程，确保行车安全、可靠。湖南大学是将控制器和电机集成在一起，采用高性能交流变频调速技术，通过转矩控制驱动电机，硬件部分由 DSP 芯片为主的弱电电路与以 IPM 为核心的强电电路组成，设计内容有检测档位模块、踏板位置模块以及输入输出控制模块，控制策略选用 UC/OC-II 操作系统开发，建立交流异步电机驱动控制系统数学模型以及磁链、转矩观测模型，实现了电机控制器的联合仿真。奇瑞 QR 电动汽车是由对 SQRA 的局部设计和改造而来，PTCM 为整车控制器，接收由其他控制器和传感器传来的整车运行状态，由汽车的行驶要求向执行器和二级控制器发送指令，该控制器能够实现商品化，也可改造为其他汽车的电子控制产品。国内的时光科技、大地和电气、天津松正和上海的电驱动都是专业研究、生产电动车辆驱动控制的公司，但由于技术都是处于刚起步或者研发阶段，产品性能不够稳定，不能实现所有功能。
- 研究总结
低压直流电机在国内外一直有广泛的应用，国外在基于单片机的低压直流电机控制器方面的研究起步较早，部分技术领先于国内。由于我国的特殊国情,低压直流电机的开发和研究比西方国家稍晚,但是有关部门意识到这个问题之后,对这方面的研究给予了很大的支持,我国这方面的研究发展快速。永磁同步电机控制技术应用十分广泛,我国的科技工作者进行了大量的研究,取得了很大的进展。
参考文献
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资料编号：[248990]
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