无刷直流电动机是现代工业设备中重要的运动部件，保留了有刷直流电动机宽阔而平滑的优良调速性能，同时又克服了有刷直流电动机机械换向带来的一系列的缺点，在各个领域中得到广泛应用。本论文阐述了无刷直流电动机的系统构成和工作原理，分析了无刷直流电动机的数学模型、等效电路、传递函数以及调速原理。采用转速电流双闭环控制与H PWM．L ON的脉宽调制方法驱动控制无刷直流电机，并在MATLAB／Simulink平台上进行了计算机仿真。仿真结果表明，控制系统有较好的动静态特性。论文还分析了经典PID控制和模糊控制各自的优缺点，并介绍了结合二者优点的模糊自适应PID控制的优点。在MATLAB／Simulink平台进行了基于模糊自适应PID控制器的无刷直流电机控制系统的计算机建模仿真。与采用经典PID控制器的控制系统相比，采用模糊自适应PID控制器的控制系统的动静态特性都得到改善。本论文设计了无刷直流电机控制系统的硬件，包括控制单元、功率变换单元，并进行了电磁兼容性设计。控制单元以TI的TMS320F2812DSP控制器为核心，设计了位置传感器接口电路、人机界面电路、电平转换电路、电流采样电路以及采样调理电路等。功率变换单元以三菱的IPM PS21 563．P为核心，设计了整流电路、逆变电路、能耗制动电路以及多项保护电路。设计了基于TMS320F281 2 DSP控制器的速度电流双闭环电机驱动控制程序、位置检测程序、电流采样程序、人机界面程序以及各项安全保护程序等。在对硬件部分和软件部分进行调试后，对控制系统进行了实验，通过实验波形，检验了控制系统的工作性能。本文最后对整个系统的设计进行了总结，并对本系统存在的问题和后续的研究工作提出了自己的看法看法。
上传时间： 2022-06-28
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1.系统总体控制方案的确定。通过了解和分析国内外摩托车用发动机控制技术的发展现状，提出采用无回油燃油供给系统、电子控制进气道喷射、直流双电容点火加三元催化转化器的总方案。通过测量进气压力与发动机转速来确定基本喷油脉宽和基本点火提前角，根据蓄电池电压、缸体温度以及节气门开度等信号来修正喷油脉宽。在高速大负荷工况下，利用爆震传感器对点火提前角进行闭环控制。控制系统中的执行器主要包括电容点火式高压包、燃油泵和喷油器。2.电子控制单元ECU（electric control unit）的硬件电路设计。根据系统的设计目标自主开发了ECU的硬件电路，硬件电路的主要功能模块包括发动机信号采集与处理、执行器的驱动、直流反激式升压电路、电容充放电控制电路、微控制器控制电路及与上位机通信电路等，试验证明这些电路模块的性能稳定可靠。3.发动机控制软件及上位机标定软件的设计。研究了发动机在各工况下的点火和喷油、怠速、安全保护等控制策略，并且自行开发了与之相匹配的上位机标定软件和通信协议。4.完成了发动机台架标定试验。通过上位机标定软件和发动机台架完成对ECU控制策略的验证以及参数标定，并对比分析了本电控系统发动机与原化油器发动机的万有特性和排放性能。
标签： arm cortex-m0 摩托车发动机控制系统
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